浙大研發“超級電池”可在-40℃環境下工作

近日，浙江大學高分子科學與工程學系研制出的新型鋁—石墨烯電池，這種電池不僅能夠克服溫度、等問題，高效的充電性能，可以實現“充電5秒通話兩小時”。

研究團隊成員告訴新京報記者，目前這一新型電池的研發仍在實驗室階段，要實現商業化的量產，仍然需要攻克多個技術難題，還有相當長的路要走。

每天充電10次 也可使用70年

新型鋁—石墨烯電池正極是石墨烯薄膜，負極是金屬鋁，只要把兩片“薄膜”串聯在一起，就能點亮一組LED燈。

按照研發團隊的說法，新型鋁—石墨烯電池，是為取代現行鋰電池而出現。

作為智能手機應用最多的電池，鋰電池有諸多難以解決的缺點，除了在低溫、高溫條件下效能不穩定外，鋰電池壽命有限，常常在使用一兩年后，續航能力大打折扣。

實驗室數據顯示，新型鋁－石墨烯電池可在－40℃到120℃環境中工作。在－30℃的環境中，可以實現1000次充放電性能不減，而在100℃的環境中，可實現4．5萬次穩定循環。此外，新型電池柔性特征，導致其彎折一萬次，容量仍然可以保持。

如果把一次充電—放電的過程，作為一次循環，新型鋁—石墨烯電池經歷25萬次循環，仍能保持91％的性能。研究組測算，如果智能手機用上這種電池，即便每天充電10次，也能使用近70年。

12月15日，團隊的研究成果，在核心期刊Science Advances發表。

最高可實現1．1秒充滿電

2015年，美國斯坦福大學戴宏杰課題組發表論文，提出采用高溫裂解石墨泡沫來制作電池正極，可研發高效能鋁離子電池。浙江大學的研發團隊，受這一理論啟發，開始新型電池研制。

研發團隊成員高超教授稱，作為地殼中含量最豐富的金屬元素，鋁廉價且安全，在電池制備中是一種理想的負極材料。但是多年來，受制于相匹配的正極材料遲遲不出現，鋁電池的整體性能難以得到發揮。引入石墨烯后，這一問題迎刃而解。

“這種鋁－石墨烯‘超級’電池，倍率性能和循環壽命遠遠超過其他電池。”高超說，電池的性能，關鍵取決于電子和離子在正極和負極之間‘奔跑’的狀態，因此，電極材料要讓盡可能多的電子和離子“暢通地奔跑”。

按照高超的說法，雖然當前一些智能手機也有快充功能，但看似電池很快充滿了，實際續航時間并不長。而在實驗室內，新型電池最高可實現1．1秒充滿電，且能量損失輕微。

高超介紹，這樣的數據表明，如果未來新型電池應用到手機上，“充電5秒鐘通話2小時”，可以成為現實。