鉅大LARGE | 點擊量:933次 | 2021年11月22日
湖南大學兩博士“改裝”鋁離子電池 首次實現(xiàn)萬次循環(huán)無衰減
到東北雪鄉(xiāng)看雪相機會“罷工”?炎炎夏日手機暴曬會“中暑”,頻繁死機、速度變慢,甚至發(fā)生自燃或爆炸?這些都是鋰離子電池在低溫、高溫下欠佳的表現(xiàn)。
近日,全球歷史最悠久最知名的學術出版商之一威立(WILEY)數(shù)據庫制作了一部視頻短片,用以介紹解決上述問題的答案——將三維石墨烯作為正極、鋁片作為負極的鋁離子電池,其表現(xiàn)出高容量和長循環(huán)壽命等優(yōu)異特性。而這一“答題”者,正是湖南大學化學化工學院于馨智博士、物理與微電子科學學院王斌博士后。
于馨智介紹,鋰離子電池的充放電過程,其實就是鋰離子在陰陽極之間往返嵌入和脫嵌。他們發(fā)現(xiàn),采用低能等離子體轟擊三維石墨烯這一材料,可以在其表面得到多孔結構。隨著轟擊時間的延長,三維石墨烯表面形成了許多納米級的孔洞結構,從而使得離子的嵌入變得更加容易,這就提高了電池的容量。此外,鋰元素化合態(tài)在自然界中含量較少,屬于稀有金屬元素,價格較貴。而鋁元素是地殼中含量最高的金屬元素。
威立數(shù)據庫旗下國際著名期刊《先進材料》在線發(fā)表了這一鋁離子電池正極材料,于馨智、王斌為共同第一作者。
在實驗中,這一鋁離子電池在0攝氏度——80攝氏度的溫度范圍內都表現(xiàn)出優(yōu)異的性能:10000次循環(huán)無衰減,容量高達148毫安時/克(mAh/g),充電80秒可以持續(xù)放電超過3100秒。在國際上也是首次實現(xiàn)了鋁離子電池10000次循環(huán)后容量仍高于100毫安時/克。這一優(yōu)異性能有望使鋁離子電池廣泛應用于公共交通和便攜設備中。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%