中國科學(xue)院(yuan)深圳先進技術研究院(yuan)的(de)(de)一(yi)個研究團隊日前(qian)報告說，他們開發的(de)(de)一(yi)種新型鋁-石墨(mo)二元離子(zi)具有環(huan)境(jing)友好、低(di)成本等特(te)點(dian)，能克服傳統鋰離子(zi)電池(chi)的(de)(de)一(yi)些局限，在電子(zi)設備和電動汽車等領(ling)域具有廣闊(kuo)應(ying)用前(qian)景。

　　這項發(fa)表在新一期(qi)德國學術(shu)雜志《先進(jin)能源材料(liao)》上的(de)(de)研究(jiu)說，新型鋁-石墨(mo)二元離(li)(li)子電(dian)池的(de)(de)電(dian)極材料(liao)是低成(cheng)本、對(dui)環(huan)境無(wu)污染的(de)(de)鋁和石墨(mo)，電(dian)解液則由傳統(tong)(tong)的(de)(de)鋰鹽和碳酸鹽溶劑組成(cheng)。與(yu)傳統(tong)(tong)鋰離(li)(li)子電(dian)池相(xiang)比(bi)，這種新型電(dian)池的(de)(de)重量、體(ti)積(ji)(ji)和材料(liao)成(cheng)本顯著減低，但能量密度(即單位體(ti)積(ji)(ji)內包含的(de)(de)能量)卻提高不少。

　　由于(yu)電(dian)子產品、等行(xing)業的(de)(de)帶動(dong)，近年全(quan)球電(dian)池(chi)需求量持續上漲。依據美國市場(chang)研(yan)究(jiu)機構弗里(li)多尼亞(ya)集團的(de)(de)數據，未來全(quan)球電(dian)池(chi)需求量繼(ji)續以(yi)每年7.7%的(de)(de)速度增長，到(dao)2019年其市場(chang)規模總(zong)額將(jiang)達(da)1200億(yi)美元。

　　鋰(li)(li)(li)離子(zi)電池(chi)(chi)是目(mu)前最(zui)主流的(de)電池(chi)(chi)類型，因(yin)為其電極(ji)中一般含有鎳(nie)、鈷(gu)等重金屬元素，廢(fei)舊鋰(li)(li)(li)電池(chi)(chi)進入(ru)環境會造成重金屬污染。此外(wai)，鋰(li)(li)(li)電池(chi)(chi)發(fa)展也面臨比功(gong)率(即電池(chi)(chi)輸出功(gong)率與(yu)電池(chi)(chi)的(de)質量之比)、能(neng)量密度(du)等參數即將達(da)到(dao)極(ji)限等技術瓶頸。

　　領(ling)導這(zhe)項(xiang)研究的中科院(yuan)深圳先(xian)進技術研究院(yuan)研究員唐(tang)永炳說，與(yu)傳統鋰電池(chi)相(xiang)比，這(zhe)種新型電池(chi)的產品成本可降(jiang)低約50%，比功(gong)率能(neng)增(zeng)至傳統鋰電池(chi)的1.3到(dao)2.0倍，能(neng)量密度可提(ti)高到(dao)傳統鋰電池(chi)的1.6至2.8倍，具有明顯優勢。

　　唐永(yong)炳介紹說，新(xin)型鋁-石墨(mo)(mo)二元離(li)子電(dian)(dian)池的(de)工作機制是(shi)“離(li)子嵌入”和“形成合金”同時發生的(de)二元過程。充(chong)電(dian)(dian)時，電(dian)(dian)解液中(zhong)的(de)陰離(li)子嵌入石墨(mo)(mo)制成的(de)陰極(ji)，而鋰離(li)子作為陽離(li)子會沉積到由(you)鋁制成的(de)陽極(ji)上，形成鋁鋰合金。放電(dian)(dian)過程則與此相(xiang)反。由(you)于電(dian)(dian)池中(zhong)的(de)鋁電(dian)(dian)極(ji)同時充(chong)當陽極(ji)和集(ji)流(liu)體(匯集(ji)電(dian)(dian)池中(zhong)活(huo)性物質所生成電(dian)(dian)流(liu)的(de)基體金屬)，可顯著提高電(dian)(dian)池的(de)比功率和能量密(mi)度(du)。

　　研究人員表(biao)示，這種新型電池在電子產品、電動汽車等設備上(shang)具有廣闊的應(ying)用(yong)前景，進入商業(ye)化生產后(hou)將有助提高上(shang)述設備的性能。更多最(zui)新數據分析(xi)(xi)、市(shi)場分析(xi)(xi)報告、市(shi)場調(diao)研、行業(ye)分析(xi)(xi)，請訪(fang)問。