從中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院獲悉，該院集成所功能薄膜材料研究中心成功開(kāi)發(fā)出一種新型鋁—石墨雙離子電池，可大幅度提升電動(dòng)汽車的使用性能。
根據(jù)該研究中心的介紹，這種新型AGDIB電池采用廉價(jià)且易得的石墨替代傳統(tǒng)鋰電中高成本且含重金屬的過(guò)渡金屬氧化物或磷酸鐵鋰作為電池正極材料；采用鋁箔同時(shí)作為電池負(fù)極材料和負(fù)極集流體；以常規(guī)鋰鹽和碳酸脂溶劑為電解液。該電池工作原理有別于傳統(tǒng)鋰離子電池，充電過(guò)程中，正極石墨發(fā)生陰離子插層反應(yīng)，而鋁負(fù)極發(fā)生鋁-鋰合金化反應(yīng)，放電過(guò)程則相反。這種新型反應(yīng)機(jī)理不僅顯著提高了電池的工作電壓（3.8-4.6V），同時(shí)大幅降低電池的質(zhì)量、體積、及制造成本，從而全面提升了全電池的能量密度。
該研究中心對(duì)外宣稱，初步估算該類型電池的全電池質(zhì)量能量密度和體積能量密度將高達(dá)約222 Wh/kg。500Kg重量的AGDIB電池的續(xù)航里程可達(dá)到約550公里。與傳統(tǒng)的鋰電技術(shù)相比，這種電池具有明顯的優(yōu)勢(shì)，不僅生產(chǎn)成本降低約40-50%，同時(shí)能量密度提高至少1.3-2.0倍。若這種鋁-石墨電池成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，將大幅提升現(xiàn)有便攜式電子設(shè)備，電動(dòng)汽車，以及新能源儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用性能。不過(guò)，目前該電池技術(shù)還有待優(yōu)化，比如需要進(jìn)一步提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性等。
據(jù)介紹，該項(xiàng)成果由唐永炳研究員及其研究團(tuán)隊(duì)成員張小龍、張帆共同研發(fā)，相關(guān)論文“A Novel Aluminum–Graphite Dual-Ion Battery （一種新型鋁—石墨雙離子電池）”在線發(fā)表于能源材料頂級(jí)期刊Advanced Energy Materials上，并已申請(qǐng)2項(xiàng)PCT專利和1項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專利。該項(xiàng)研究得到廣東省創(chuàng)新科研團(tuán)隊(duì)、深圳市科技計(jì)劃項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
