浙大研發「超級電池」 可在 40 環境下工作

2021-08-14 05:44:21 字數 1275 閱讀 8921

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,高效的充電效能,可以實現「充電5秒通話兩小時」。

新型鋁—石墨烯電池,為取代鋰電池而出現;距離商業量產仍有距離

新京報訊 (記者王煜)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,高效的充電效能,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,要實現商業化的量產,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。

作為智慧型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。

實驗室資料顯示,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次充放電效能不減,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—石墨烯電池經歷25萬次迴圈,仍能保持91%的效能。研究組測算,如果智慧型手機用上這種電池,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

2023年,美國史丹福大學戴巨集傑課題組發表**,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,鋁電池的整體效能難以得到發揮。引入石墨烯後,這一問題迎刃而解。

「這種鋁-石墨烯『超級』電池,倍率效能和迴圈壽命遠遠超過其他電池。」高超說,電池的效能,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,電極材料要讓盡可能多的電子和離子「暢通地奔跑」。

按照高超的說法,雖然當前一些智慧型手機也有快充功能,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,這樣的資料表明,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。

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