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鋁-石墨雙離子電池技術(shù)研究取得新進(jìn)展

發(fā)布時(shí)間：2018-05-25 23:24:56 作者：錦鋁工業(yè)鋁型材 瀏覽次數(shù)：

      中國(guó)學(xué)者世界首創(chuàng)新型高能量密度鋁—石墨雙離子電池技術(shù)，該技術(shù)若實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，將對(duì)現(xiàn)有鋰電產(chǎn)業(yè)格局產(chǎn)生重大影響。初步估算，500kg（千克）的鋁—石墨電池的續(xù)航里程可達(dá)到約550公里。與傳統(tǒng)的鋰電技術(shù)相比，這種電池具有明顯的優(yōu)勢(shì)，不僅生產(chǎn)成本降低約40%-50%，同時(shí)能量密度提高至少1.3-2.0倍。

      近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研討院集成所功用薄膜資料研討中心唐永炳研討員及其研討團(tuán)隊(duì)在低本錢、高效儲(chǔ)能電池方面的研討獲得打破性停頓。相關(guān)研討成果"Carbon-Coated Porous Aluminum Foil Anode for High-Rate, Long-Term Cycling Stability and High Energy Density Dual-Ion Batteries（基于碳包覆多孔鋁箔負(fù)極的高倍率、長(zhǎng)循環(huán)、高能量密度雙離子電池）"已在線發(fā)表于著名資料期刊Advanced Materials上，并申請(qǐng)1項(xiàng)國(guó)際創(chuàng)造專利。

鋁—石墨雙離子電池
　（圖：鋁—石墨雙離子電池技術(shù)）

　該團(tuán)隊(duì)于今年3月在著名能源資料期刊Advanced Energy Materials上發(fā)布了一項(xiàng)全新的鋁-石墨雙離子電池技術(shù)，該技術(shù)一經(jīng)報(bào)道立即遭到了國(guó)際、國(guó)內(nèi)媒體及同行的普遍關(guān)注。其工作原理有別于現(xiàn)有傳統(tǒng)鋰電，且以低價(jià)的石墨作為正極，以鋁箔同時(shí)作為負(fù)極和集流體。與常規(guī)鋰電相比，該新型電池技術(shù)具有本錢低、工作電壓高、平安性好、能量密度高等明顯優(yōu)勢(shì)。但是該電池技術(shù)的循環(huán)穩(wěn)定性仍有待提升，特別需求改善鋁箔負(fù)極在充放電過(guò)程中的體積變化問(wèn)題。

　　基于上述思索，唐永炳研討員及其團(tuán)隊(duì)成員仝雪峰、張帆等人經(jīng)過(guò)一種簡(jiǎn)單、可控的辦法構(gòu)筑了一種新型碳包覆多孔鋁的復(fù)合負(fù)極資料。測(cè)試證明：這種新型多孔鋁箔/碳復(fù)合負(fù)極能顯著進(jìn)步鋁-石墨雙離子電池的綜合性能，特別是循環(huán)穩(wěn)定性取得了大幅度提升。循環(huán)性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)：電池在2C高倍率下（充電/放電時(shí)間約為30分鐘）充放電循環(huán)1000次后容量堅(jiān)持率高達(dá)~90%，遠(yuǎn)高于目前國(guó)度規(guī)范（GB/T 18287-2013）對(duì)挪動(dòng)電話蓄電池循環(huán)壽命的指標(biāo)請(qǐng)求；并且發(fā)現(xiàn)電池同時(shí)還具有優(yōu)良的倍率特性，在3分鐘內(nèi)充溢電時(shí)，其質(zhì)量能量密度高達(dá)~200Wh/kg，是傳統(tǒng)鋰離子電池的2倍左右。實(shí)考證實(shí)：這種新型多孔鋁箔/碳復(fù)合負(fù)極由于具有三維多孔導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，能有效緩解鋁箔和鋰離子合金化過(guò)程中產(chǎn)生的體積收縮效應(yīng)，并且能顯著進(jìn)步鋰離子的遷移率，從而使電池具有快充快放的特性；而碳包覆層在緩崩潰積變化效應(yīng)的同時(shí)還有助于構(gòu)成穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)（SEI）膜，從而進(jìn)一步提升了電池的循環(huán)壽命。該研討成果將有利推進(jìn)新型鋁-石墨雙離子電池技術(shù)在新能源汽車、便攜式電子產(chǎn)品等范疇的應(yīng)用。

　　該項(xiàng)研討得到了廣東省創(chuàng)新科研團(tuán)隊(duì)、廣東省科技方案項(xiàng)目、深圳市科技方案項(xiàng)目和國(guó)度自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的贊助。

發(fā)布時(shí)間：2018年5月25日15:15:15 錦鋁工業(yè)鋁型材