鉅大LARGE | 點擊量:4487次 | 2019年03月15日
新型鋁-石墨烯電池問世
急著出門辦事,電瓶車卻還要充很久才滿電;掏出手機想在冰天雪地中拍照,手機卻自動黑屏關(guān)機了;用了兩年的平板電腦,怎么也充不進電……這些生活中的用電尷尬,科學家們正在努力想辦法克服。
近日,浙江大學高超團隊研制出新型鋁-石墨烯電池,短短幾秒便可充電完成,循環(huán)充放25萬次后依然電力十足,并展現(xiàn)出耐熱、抗凍,反復(fù)彎折不影響性能等優(yōu)異特性,顯示出廣泛的應(yīng)用前景。
12月15日,相關(guān)論文Ultrafastall-climatealuminum-graphenebatterywithquarter-millioncyclelife發(fā)表于ScienceAdvances。
一片片泛著金屬光澤的深灰色薄膜,就是團隊最新研發(fā)的石墨烯-鋁電池。它的正極是石墨烯薄膜,負極是金屬鋁,把兩片電池串聯(lián)在一起,就能點亮一組LED燈。經(jīng)過測試,石墨烯正極的比容量達到120mAh/g(毫安時每克),在25萬次充放電循環(huán)后仍能保持91%的容量;同時其倍率性能優(yōu)異,快速充電可1.1秒內(nèi)充滿電,仍具有111mAh/g的可逆比容量。
課題組的碩士生徐晗彥解釋,“比容量”和“倍率”是兩個評判電池性能的關(guān)鍵指標。其中,比容量可以理解為單位質(zhì)量或單位體積電池的電量。比容量越大,儲電量越高。而倍率則代表快速和正常兩種充電模式下電量的差異。一般說來,快速充電充滿狀態(tài)下的電量要低于正常充電模式下充滿的電量,兩個數(shù)值越接近,就說明電池的倍率性能越好。
同時,這種電池可以在零下40攝氏度到120攝氏度的環(huán)境中工作,可謂既耐高溫,又抗嚴寒。在零下30攝氏度的環(huán)境中,這種新型電池能實現(xiàn)1000次充放電性能不減,而在100度的環(huán)境中,它能實現(xiàn)4.5萬次穩(wěn)定循環(huán)。
這種新型電池是柔性的,將它彎折一萬次后,容量完全保持。而且,即使電芯暴露于火焰中時也不會起火或爆炸。
“這種鋁-石墨烯‘超級’電池,倍率性能和循環(huán)壽命遠遠超過其他電池,比超級電容器具有更高的能量密度,相當?shù)谋堵市阅芎脱h(huán)壽命?!备叱f。
高超課題組的新型電池給世人展示了美好的前景:手機充電數(shù)秒就完成,在極寒和高溫環(huán)境中能自如工作,不用擔心電池爆炸,不用擔心電池老化,電池可以折疊……
但是,高超坦言,這離真正商業(yè)化還有很大的挑戰(zhàn),需要更多科學家的努力和投入才能實現(xiàn)。
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