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浙大研发“超级电池” 可在-40℃环境下工作
2017-12-28 新京报

  近日,浙江大学高分子科学与工程学系研制出的新型铝—石墨烯电池,这种电池不仅能够克服温度、等问题,高效的充电性能,可以实现“充电5秒通话两小时”。

  研究团队成员告诉新京报记者,目前这一新型电池的研发仍在实验室阶段,要实现商业化的量产,仍然需要攻克多个技术难题,还有相当长的路要走。

  每天充电10次 也可使用70年

  新型铝—石墨烯电池正极是石墨烯薄膜,负极是金属铝,只要把两片“薄膜”串联在一起,就能点亮一组LED灯。

  按照研发团队的说法,新型铝—石墨烯电池,是为取代现行锂电池而出现。

  作为智能手机应用最多的电池,锂电池有诸多难以解决的缺点,除了在低温、高温条件下效能不稳定外,锂电池寿命有限,常常在使用一两年后,续航能力大打折扣。

  实验室数据显示,新型铝-石墨烯电池可在-40℃到120℃环境中工作。在-30℃的环境中,可以实现1000次充放电性能不减,而在100℃的环境中,可实现4.5万次稳定循环。此外,新型电池柔性特征,导致其弯折一万次,容量仍然可以保持。

  如果把一次充电—放电的过程,作为一次循环,新型铝—石墨烯电池经历25万次循环,仍能保持91%的性能。研究组测算,如果智能手机用上这种电池,即便每天充电10次,也能使用近70年。

  12月15日,团队的研究成果,在核心期刊Science Advances发表。

  最高可实现1.1秒充满电

  2015年,美国斯坦福大学戴宏杰课题组发表论文,提出采用高温裂解石墨泡沫来制作电池正极,可研发高效能铝离子电池。浙江大学的研发团队,受这一理论启发,开始新型电池研制。

  研发团队成员高超教授称,作为地壳中含量最丰富的金属元素,铝廉价且安全,在电池制备中是一种理想的负极材料。但是多年来,受制于相匹配的正极材料迟迟不出现,铝电池的整体性能难以得到发挥。引入石墨烯后,这一问题迎刃而解。

  “这种铝-石墨烯‘超级’电池,倍率性能和循环寿命远远超过其他电池。”高超说,电池的性能,关键取决于电子和离子在正极和负极之间‘奔跑’的状态,因此,电极材料要让尽可能多的电子和离子“畅通地奔跑”。

  按照高超的说法,虽然当前一些智能手机也有快充功能,但看似电池很快充满了,实际续航时间并不长。而在实验室内,新型电池最高可实现1.1秒充满电,且能量损失轻微。

  高超介绍,这样的数据表明,如果未来新型电池应用到手机上,“充电5秒钟通话2小时”,可以成为现实。

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