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1秒就能充飽的軟性電池!

利用低廉、豐富材料制造出軟性電池,而且能夠實現瞬間充電,可說是能量儲存技術的神聖目标。如今,美國史丹佛大學(Stanford University)的研究人員們開發出一種新式“鋁電池”,利用軟性鋁箔陽極、石墨烯泡沫陰極以及液态鹽作為電解質,據稱能夠在1秒内完成充電,從而達到這項目标。

“許多人都在研究鋁離子電池,但他們的電壓都很低且使用壽命短。鋁/石墨電池其實都是偶然中被發現的,不過,一旦我們知道石墨可作為一種很好的陰極材料,就能夠用于提高電池性能,”史丹佛大學博士候選人Ming Gong表示。Ming Gong目前在該校教授Hongjie Dai的實驗室中進行這項研究。

多孔石墨陰極似乎就是讓鋁電池得以媲美锂離子電池的秘訣。目前的鋁電池僅能産生2.5V電壓,必須串聯2顆電池才能達到大部份裝置所需的5V電壓。其容量也隻有锂離子電池的三分之一。但由于其庫倫效率高(>95%),讓研究人員們看好鋁電池的容量以及其他特質能夠進一步提升,就像锂離子電池的容量經由最佳化而改善一樣。

    具有石墨陰極的鋁電池利用液鹽電解質,使其既安全又富有彈性

軟性鋁電池的特點在于利用液态鹽作為電解質,使其成本低又不易燃燒。

“其電解質是以離子液體(咪唑類)制造的,混合了兩種固态前體——EMIC(1-乙基-3-甲基咪唑氯化物)和氯化鋁(AlCL3),使其熔點顯着降低,在室溫下形成液體,”Gong表示。

此外,多孔石墨陰極既增加了電池可提供的電流量,同時也達到超快速的充電時間。

“石墨泡沫是多孔徑的,所以具有較大表面積來接觸電解質,因此在充電期間進入嵌入過程的能量壁壘較低,”Gong解釋。

    新式的軟性鋁電池使其可用于未來的軟性智慧型手機

鋁電池除了具有軟性可撓以及不可燃的特點,它與锂離子電池最大的不同在于可重複充電的次數較锂離子電池的充電次數更高7.5倍以上。锂離子電池通常隻能承受約1,000次充電,其後将逐漸明顯減少蓄電量;而鋁電池則可承受至少7,500次重覆充電,而無損其容量。鋁電池也适用于大型裝機應用,例如在白天儲存太陽能,以便在晚上用于電網。

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