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中国研究者开发出新型环保电池

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2016年3月29日 | 中国能源研究网  http://energy.chinairn.com |打印】【关闭

核心提示:

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。

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(即单位体积内包含的能量)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(即电池输出功率与电池的质量之比)、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(汇集电池中活性物质所生成电流的基体金属),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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