[科普中国]-浙大研发“超级电池” 可在-40℃环境下工作

近日，浙江大学高分子科学与工程学系研制出的新型铝—石墨烯电池，这种电池不仅能够克服温度、等问题，高效的充电性能，可以实现“充电5秒通话两小时”。

研究团队成员告诉新京报记者，目前这一新型电池的研发仍在实验室阶段，要实现商业化的量产，仍然需要攻克多个技术难题，还有相当长的路要走。

每天充电10次 也可使用70年

新型铝—石墨烯电池正极是石墨烯薄膜，负极是金属铝，只要把两片“薄膜”串联在一起，就能点亮一组LED灯。

按照研发团队的说法，新型铝—石墨烯电池，是为取代现行锂电池而出现。

作为智能手机应用最多的电池，锂电池有诸多难以解决的缺点，除了在低温、高温条件下效能不稳定外，锂电池寿命有限，常常在使用一两年后，续航能力大打折扣。

实验室数据显示，新型铝-石墨烯电池可在-40℃到120℃环境中工作。在-30℃的环境中，可以实现1000次充放电性能不减，而在100℃的环境中，可实现4.5万次稳定循环。此外，新型电池柔性特征，导致其弯折一万次，容量仍然可以保持。

如果把一次充电—放电的过程，作为一次循环，新型铝—石墨烯电池经历25万次循环，仍能保持91%的性能。研究组测算，如果智能手机用上这种电池，即便每天充电10次，也能使用近70年。

12月15日，团队的研究成果，在核心期刊Science Advances发表。

最高可实现1.1秒充满电

2015年，美国斯坦福大学戴宏杰课题组发表论文，提出采用高温裂解石墨泡沫来制作电池正极，可研发高效能铝离子电池。浙江大学的研发团队，受这一理论启发，开始新型电池研制。

研发团队成员高超教授称，作为地壳中含量最丰富的金属元素，铝廉价且安全，在电池制备中是一种理想的负极材料。但是多年来，受制于相匹配的正极材料迟迟不出现，铝电池的整体性能难以得到发挥。引入石墨烯后，这一问题迎刃而解。

“这种铝-石墨烯‘超级’电池，倍率性能和循环寿命远远超过其他电池。”高超说，电池的性能，关键取决于电子和离子在正极和负极之间‘奔跑’的状态，因此，电极材料要让尽可能多的电子和离子“畅通地奔跑”。

按照高超的说法，虽然当前一些智能手机也有快充功能，但看似电池很快充满了，实际续航时间并不长。而在实验室内，新型电池最高可实现1.1秒充满电，且能量损失轻微。

高超介绍，这样的数据表明，如果未来新型电池应用到手机上，“充电5秒钟通话2小时”，可以成为现实。（记者王煜）

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