蓄电池云数据平台-蓄电池网
首页 商城 资讯 蓄电池 技术
您的位置:首页 > 蓄电池 >  电池配件

便携式设备电池的未来——“一分钟充满电”的超级铝电池

现在买个手机,基本上都会有快充buff的加持,基本上1个小时既可以充满电了,相比较以前的充电速度,已经有了很大的提升。但是1个小时的充电时间对于手机重度患者来说,似乎还是长了些。但是你敢想象嘛,未来你的手机或许只需要1分钟就可以充满电!

斯坦福大学的华人化学家戴宏杰的团队发明出一种“一分钟充满电”的新型铝离子电池,这种电池不仅充电极为迅速,还有寿命长(充放电7500次后容量仍毫无损失,而现在广泛使用的锂离子电池最多也只能充放电1000次)、可弯曲(怎么弯弯折折都能照常供电)、安全性好(你拿钻孔机把它钻穿也不会发生任何危险事故)等其他优点。

那么这种电池的工作原理是什么呢?让我们一起来看一下:

新型石墨带来的寿命的提升

铝电池的十几年前就因为其成本低廉、不易燃烧的优点进入到科研人员的视野中,但是铝电池有一个无法被解决的问题,那就是它的寿命非常短。正电极和电解液是铝电池软肋,以前的材料无法承受反复的充放电循环——在几百次的充放电之后,铝电池的容量就会严重下降。这对与一个产品来说是很难被接受的,因此铝电池的前途也一直不被看好。

戴宏杰带领的研究小组正是在这一点上取得了突破。他们发现了一种新型石墨材料——泡沫石墨(graphite foam)。泡沫石墨刚好可以充当电池的正极(负极用铝制成),而电解液则采用一种离子液体——即全由离子组成、室温下呈液态的离子化合物,具体成分为一种有机盐与氯化铝的混合物。

便携式设备电池的未来——“一分钟充满电”的超级铝电池

新型铝电池结构简图

泡沫石墨:电流的“高速公路”

戴宏杰发现的泡沫石墨的晶须(单晶中生长的短纤维)宽度约为100微米,且晶须之间有充裕的空间,形成一种开放的“框架结构”,AlCl4-离子能以非常快的速度在其中穿梭。经过实验,研究人员惊讶地发现,石墨泡沫铝电池的充电速率,达到了PG铝电池的75倍——在一分钟之内就可以完成充电。

便携式设备电池的未来——“一分钟充满电”的超级铝电池

泡沫石墨的扫描电子显微图像,可以看到其开放的框架结构

除此之外,戴宏杰团队还对该电池进行了温度测试,发现在850度的高温下仍没有发生剧烈的反应,使用较为安全。

便携式设备电池的未来——“一分钟充满电”的超级铝电池

戴宏杰表示,这种新型电池不仅可以用于柔性电子设备,它的超快充电速度和超长寿命,也意味着它可以用来存储电网内的风能、太阳能等可再生能源。因此,虽然目前它的电压仅能达到传统锂电池的一半,科学家还是相信,在正极材料的性能得到继续提升后,新型铝离子电池会引领电池界一场新的革命。

关注无咯