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浙年夜研制出新型铝-石墨烯超等电池 充电5秒通话2小时
近日，浙江年夜学高分子科学与工程学系高明团队研制出的新型铝-石墨烯电池。这种电池可以在零下40摄氏度到120摄氏度的情况中工作，可谓既耐高温，又抗严冷。在零下30摄氏度的情况中，这种新型电池能实现1000次充放电机能不减，而在100摄氏度的情况中，它能实现4.5万次稳固轮回。这种新型电池是柔性的，将它弯折一万次后，容量完整坚持；并且，即使电芯裸露于火焰中也不会起火或爆炸。
最新研发的石墨烯—铝电池，它的┞俘极是石墨烯薄膜，负极是金属铝。把两片电池串联在一路，就能点亮一组LED灯。颠末测试，石墨烯正极的比容量到达120mAh/g（毫安时每克），在25万次充放电轮回后仍能坚持91%的容量；同时其倍任性能优良，快速充电可1.1秒内乱布满电，仍具有111mAh/g的可逆比容量。
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铝-石墨烯电池点亮了印有“ZJU120”的LED灯串比拟于锂电池，高明课题组研发的铝-石墨烯电池展示出显明上风：一般电池跟着重复充放电，比电容量会不竭下降，这就是俗话说的‘不耐用’。
但这块长相“绝不起眼”的铝-石墨烯电池在这一点上则表示优良。假如把一次充电—放电作为一次轮回，这种电池阅历25万次轮回，比电容量仍高达91%，几乎没有丧失。
假如智妙手机用上这种电池，天天哪怕充电10次，也能用上近70年。
“这种铝—石墨烯‘超等’电池，倍任性能和轮回寿命远远跨越其他电池，比超等电容用具有更高的能量密度，相当的倍任性能和轮回寿命。”高明说。
铝电池系统迈出一年夜步铝是地壳中含量最丰盛的金属元素，便宜平安，在电池制备中是一种幻想的负极资料。可是多年来，铝电池的┞符体机能仍然比不上锂离子电池和超等电容器。要害题目是要设计出能与铝匹配、高效工作的┞俘极资料，才干真正施展杰出的电化学机能。
2015年，斯坦福年夜学的戴宏杰课题组在Nature杂志颁发工作，采取高温裂解石墨泡沫来制造正极，初次实现了比容量较高且可长轮回的铝离子电池。高明课题组受此启示，测验考试用石墨烯膜来制造铝电池的电极。
颠末一年半探索和积聚，高明团队提出了石墨烯正极资料的“三高三持续”设计原则。
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“三高三持续”设计原则“电池的机能，要害取决于电子和离子在正极和负极之间‘奔驰’的状况。”高明说，电极资料要让尽可能多的电子和离子通顺地奔驰，或者快速‘回位’。假如路不敷多或者途径拥挤，机能就会受到影响。“三高”指微不雅构造的高质量、高取向、高孔道率；“三持续”指宏不雅构造上有持续的导电收集、持续的离子传输通道和持续的离子嵌层通道。
这一设计原则让铝—石墨烯电池的机能向前迈出一年夜步。之前，铝电池的比容溜在突直在60mAh/g摆布彷徨，可重复充放电次数也在数千次以内乱。 | 
发表于 2018-2-12 01:00:08
