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浙大研發“超級電池” 可在-40℃環境下工作
2017-12-28 08:13:42 來源: 新京報
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  近日,浙江大學高分子科學與工程學係研制出的新型鋁—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”。

  研究團隊成員告訴新京報記者,目前這一新型電池的研發仍在實驗室階段,要實現商業化的量産,仍然需要攻克多個技術難題,還有相當長的路要走。

  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。

  按照研發團隊的説法,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4.5萬次穩定循環。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,作為一次循環,新型鋁—石墨烯電池經歷25萬次循環,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。

  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制作電池正極,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,開始新型電池研制。

  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,在電池制備中是一種理想的負極材料。但是多年來,受制于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,倍率性能和循環壽命遠遠超過其他電池。”高超説,電池的性能,關鍵取決于電子和離子在正極和負極之間‘奔跑’的狀態,因此,電極材料要讓盡可能多的電子和離子“暢通地奔跑”。

  按照高超的説法,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。(記者王煜)

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【糾錯】 責任編輯: 薛濤
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