近日, 浙江大學高分子科學與工程學系研製出的新型鋁—石墨烯電池, 這種電池不僅能夠克服溫度, 等問題, 高效的充電性能, 可以實現 '充電5秒通話兩小時' .
研究團隊成員告訴記者, 目前這一新型電池的研發仍在實驗室階段, 要實現商業化的量產, 仍然需要攻克多個技術難題, 還有相當長的路要走.
圖: 柔性鋁—石墨烯電池點亮了 'ZJU 120' LED燈串
每天充電10次 也可使用70年
新型鋁—石墨烯電池正極是石墨烯薄膜, 負極是金屬鋁, 只要把兩片 '薄膜' 串聯在一起, 就能點亮一組LED燈.
按照研發團隊的說法, 新型鋁—石墨烯電池, 是為取代現行鋰電池而出現.
作為智能手機應用最多的電池, 鋰電池有諸多難以解決的缺點, 除了在低溫, 高溫條件下效能不穩定外, 鋰電池壽命有限, 常常在使用一兩年後, 續航能力大打折扣.
實驗室數據顯示, 新型鋁-石墨烯電池可在-40℃到120℃環境中工作. 在-30℃的環境中, 可以實現1000次充放電性能不減, 而在100℃的環境中, 可實現4.5萬次穩定迴圈. 此外, 新型電池柔性特徵, 導致其彎折一萬次, 容量仍然可以保持.
如果把一次充電—放電的過程, 作為一次迴圈, 新型鋁—石墨烯電池經曆25萬次迴圈, 仍能保持91%的性能. 研究組測算, 如果智能手機用上這種電池, 即便每天充電10次, 也能使用近70年.
12月15日, 團隊的研究成果, 在核心期刊Science Advances發表.
左圖: 電池在冰鹽浴中工作; 右圖: 電池在高溫下不燃燒
最高可實現1.1秒充滿電
2015年, 美國斯坦福大學戴宏傑課題組發表論文, 提出採用高溫裂解石墨泡沫來製作電池正極, 可研發高效能鋁離子電池. 浙江大學的研發團隊, 受這一理論啟發, 開始新型電池研製.
研發團隊成員高超教授稱, 作為地殼中含量最豐富的金屬元素, 鋁廉價且安全, 在電池製備中是一種理想的負極材料. 但是多年來, 受制於相匹配的正極材料遲遲不出現, 鋁電池的整體性能難以得到發揮. 引入石墨烯後, 這一問題迎刃而解.
'這種鋁-石墨烯 '超級' 電池, 倍率性能和迴圈壽命遠遠超過其他電池. ' 高超說, 電池的性能, 關鍵取決於電子和離子在正極和負極之間 '奔跑' 的狀態, 因此, 電極材料要讓儘可能多的電子和離子 '暢通地奔跑' .
按照高超的說法, 雖然當前一些智能手機也有快充功能, 但看似電池很快充滿了, 實際續航時間並不長. 而在實驗室內, 新型電池最高可實現1.1秒充滿電, 且能量損失輕微.
高超介紹, 這樣的數據表明, 如果未來新型電池應用到手機上, '充電5秒鐘通話2小時' , 可以成為現實.
