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技术突破：新型铝电池充满电仅需1分钟

时间：2015-04-08 14:58:42 来源：作者：智能界

斯坦福大学研究人员已经发明了一种高性能铝电池，这种电池能够实现快速充电，且使用时间长，成本低。研究人员表示，这种新电池能够成为目前所广泛使用的锂电池安全替代品。

“我们已经开发出了一种可充电铝电池，它能够替代目前正在使用的碱性蓄电池和锂离子电池，碱性蓄电池会给环境造成一定破坏，而锂离子电池有时会发生突然起火事故。”斯坦福大学化学教授Hongjie Dai表示，“我们开发出的新电池即便是你凿穿它，也不会着火。”

成本低+安全

铝是制造电池的一种天然材质，主要是因为它的成本低，不易燃烧，且储能量高。在过去十几年时间，研究人员曾尝试开发一种商用铝离子电池，但是都未成功，其中最大的挑战就是很难找到一种能够在经过了反复充电、放电周期后，还能提供充足电压的材质。

一块铝电池包含两个电极：由铝离子组成的带负电荷的阳极和阴极。“人们曾尝试为电池阴极提供很多种不同材质。我们偶然发现，一个很简单的解决方案就是使用石墨，它的基本构成就是碳。在我们的研究中，我们确认了几种类型的石墨物质，它们的表现都很不错。”

在测试电池中，斯坦福研究团队在电池中放置了铝阳极和石墨阴极，并在柔性聚合物加入了离子液体电解质(ionic liquid electrolyte)。

“电解质从本质上讲就是盐，只不过在常温条件下以液体状况存在，因此十分安全。”斯坦福研究人员Ming Gong表示。

充满电仅需1分钟

“相比目前应用在笔记本和手机上的锂离子电池，铝电池更加的安全。”Hongjie Dai表示。锂离子电池存在火灾隐患，比如，最近美国联合航空公司、达美航空公司做出决定，禁止在乘坐乘客飞机上大量运输锂离子电池。

“在我们的研究中，我们展示了一段视频：即便是你凿穿铝电池，它仍旧会继续工作一会，且不会着火。”Dai表示，“但是如果锂离子使用不当，会在空气中，汽车里，或者口袋里发生着火。除了安全方面，我们还在铝电池性能方面取得了重要突破。”

比如，超快速充电。智能手机用户都知道，我们需要数小时间才能将一块锂离子电池充满电。但是，斯坦福团队表示，他们所开发的铝电池充满电的时间仅需要1分钟。

电池寿命也是一个重要因素。其他科研实验室开发出的铝电池在经过了仅100次充电、放电周期后，就没法使用了。但是斯坦福研究人员开发的铝电池能够持续超过7500次充电、放电周期，且不损电池蓄电能力。“这是第一款能够达到数千次充电、放电周期的超快速充电铝电池。”Dai 表示。

与之相对比的是，一块常见锂离子电池的充电周期大约在1000次左右。

“铝电池的另一个重要特点就是可弯曲性，你可以将其完全、折叠，因此这类电池可以应用在柔性电子设备中。并且，相比较锂金属，铝的成本更低。”Gong表示。

其他应用

Dai表示，除了小型电子设备之外，铝电池还可以用来存储输电网络上的可再生能量。

“输电网络需要一种寿命更长的电池，并且可以快速的储存、释放电能。”他解释道，“我们还未发表的最新数据显示，一块铝电池可以充电上万次，很难想象一块锂离子能够做到这一点。”

Dai表示，铝电池技术同时也是一种环保解决方案，能够替代一次性碱性电池。他表示，"现在，很多消费者使用的是1.5 V电压AA和AAA电池，我们的可充电铝电池能够产生大约2V的电压，这一数字高于其他铝电池。但是，铝电池还需要做进一步的改进才能达到了锂离子电池电压。”

"我们的电池产生的电压是普通锂离子电池的一半，但是通过改进电池阴极材质，最终会提升电池电压和能量密度。另外，我们所开发的铝电池还拥有一些独一无二的优势:成本低，安全，充电速度快，柔性，生命周期长等。”Dai表示。

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