的研究人员斯坦福大学开发了第一个高性能、充电快,长期铝电池也是经济。新的电池技术是一个安全的替代许多现在广泛使用的商用电池。
我们已经开发出一种可充电铝可能取代现有存储设备的电池,碱性电池等对环境不利,锂离子电池,偶尔起火。我们的新电池不会着火,即使你穿过它。
Hongjie Dai,斯坦福大学的化学教授。
新铝离子电池从斯坦福大学
斯坦福大学教授Hongjie Dai和他的同事们已经开发出一种高性能铝电池(礼貌-马克SHWARTZ)
由于铝是经济、功能高容量和低可燃性,它一直是一个有吸引力的材料选择电池多年。然而,到目前为止,研究人员还没有成功地构建一个商业上可行的铝离子电池。他们面临的主要挑战之一是找到材料,能够产生足够的电压后重复充电和放电周期。欧洲杯足球竞彩
一个带正电的阴极和带负电荷的铝阳极铝离子电池组成。
人们尝试过不同的阴极材料。欧洲杯足球竞彩我们偶然发现一个简单的解决方案是使用石墨,这基本上是碳。在我们的研究中,我们确定了一些类型的石墨材料,给我们很好的性能。
Hongjie Dai,斯坦福大学的化学教授
斯坦福大学的研究人员使用的铝阳极,石墨阴极试验电池和放置在一个灵活的种袋连同离子电解液中。
“电解液基本上是一个盐在室温下是液体,所以很安全,”斯坦福研究生明龚说,该研究的性质研究。铝电池更安全比传统锂离子电池用于今天数以百万计的笔记本电脑和手机,戴补充道。“锂离子电池可以成为火灾隐患,”他说。他解释了曼联和达美航空已经禁止大部分锂电池货物在客机上。
“在我们的研究中,我们有视频显示,你可以穿过铝电池袋,并将继续工作一段时间没有着火,“戴说。“但锂电池可以以不可预知的方式——在空气中,汽车或在你的口袋里。除了安全,我们在铝电池性能取得了重大突破。”
斯坦福大学的团队表示,他们的小说铝电池原型能够特殊的充电时间仅约一分钟。超快的收费将成为一个重要的吸引力智能手机用户所知所花费的时间锂离子电池充电。
另一个吸引人的因素是原型的耐久性。大部分铝电池各实验室建造超过100个充放电周期并没有发挥作用。然而,斯坦福大学的电池可能忍受超出7500个周期没有损失的能力。“这是第一次一个超高速铝离子电池构造与稳定在成千上万的周期,”作者写道。
一个基本的锂离子电池可以持续1000年左右周期比较。“铝电池的另一个特点是灵活性,”龚说。“你可以弯曲折叠它,所以它有可能用于灵活的电子设备。铝也更便宜比锂金属。”
戴秉国州,除了在小型电子设备使用这些铝电池,这些电池也可以申请储存可再生能源在电网上。
网格需要一个电池循环寿命长,能快速存储和释放能量。我们最新的未发表的数据显示,一个铝电池可以充电成千上万次。很难想象建造一个巨大的锂离子电池网格存储。
Hongjie Dai,斯坦福大学的化学教授
此外,铝离子技术提供一个环保的选择一次性碱性电池,戴秉国表示。
“数以百万计的消费者使用1.5伏特AA、AAA电池,”他说。“我们的可充电电池铝生成两伏特的电力。这是高于任何人取得了与铝。”
然而,额外的改进与锂离子电池电压是至关重要的,戴解释道。
“我们的电池产生的电压为一个典型的锂电池电压的一半,”他说。“但提高阴极材料最终可能增加电压和能量密度。否则,我们的电池有一切你梦想,电池应该:廉价的电极,安全性好,高速收费,灵活性和长循环寿命。我认为这是一个新的电池在早期。这很令人兴奋。”
这项研究的另一位联席作者隶属于斯坦福大学访问科学家Mengchang林从台湾工业技术研究院,从湖南大学Bingan Lu,博士后学者吴鹰鹏。其他作者Di-Yan Wang Mingyun关,迈克尔•天使昌鑫江陈和杨从斯坦福大学;和黄Bing-Joe国立台湾师范大学。
主要支持这项研究是由美国能源部提供,台湾工业技术研究院,斯坦福全球气候与能源项目,斯坦福研究所研究能源和台湾教育部。
戴和团队说明他们的新铝离子电池一超速的铝离子充电电池,这是发表在4月6日提前在线版的《自然》杂志上。
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