神州商量者开垦出新型环境爱抚电池

中国研究者开发出新型环保电池

中国科学院深圳先进技术研究院的一个研究团队日前报告说,他们开发的一种新型铝-石墨二元离子电池具有环境友好、低成本等特点,能克服传统锂离子电池的一些局限,在电子设备和电动汽车等领域具有广阔应用前景。

这项发表在新一期德国学术杂志《先进能源材料》上的研究说,新型铝-石墨二元离子电池的电极材料是低成本、对环境无污染的铝和石墨,电解液则由传统的锂盐和碳酸盐溶剂组成。与传统锂离子电池相比,这种新型电池的重量、体积和材料成本显著减低,但能量密度却提高不少。

由于电子产品、电动汽车等行业的带动,近年全球电池需求量持续上涨。依据美国市场研究机构弗里多尼亚集团的数据,未来全球电池需求量继续以每年7.7%的速度增长,到2019年其市场规模总额将达1200亿美元。

锂离子电池是目前最主流的电池类型,因为其电极中一般含有镍、钴等重金属元素,废旧锂电池进入环境会造成重金属污染。此外,锂电池发展也面临比功率、能量密度等参数即将达到极限等技术瓶颈。

领导这项研究的中科院深圳先进技术研究院研究员唐永炳说,与传统锂电池相比,这种新型电池的产品成本可降低约50%,比功率能增至传统锂电池的1.3到2.0倍,能量密度可提高到传统锂电池的1.6至2.8倍,具有明显优势。

唐永炳介绍说,新型铝-石墨二元离子电池的工作机制是离子嵌入和形成合金同时发生的二元过程。充电时,电解液中的阴离子嵌入石墨制成的阴极,而锂离子作为阳离子会沉积到由铝制成的阳极上,形成铝锂合金。放电过程则与此相反。由于电池中的铝电极同时充当阳极和集流体,可显著提高电池的比功率和能量密度。

研究人员表示,这种新型电池在电子产品、电动汽车等设备上具有广阔的应用前景,进入商业化生产后将有助提高上述设备的性能。

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