從中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院獲悉，該院集成所功能薄膜材料研究中心成功開發(fā)出一種新型鋁—石墨雙離子電池，可大幅度提升電動汽車的使用性能。
根據(jù)該研究中心的介紹，這種新型AGDIB電池采用廉價且易得的石墨替代傳統(tǒng)鋰電中高成本且含重金屬的過渡金屬氧化物或磷酸鐵鋰作為電池正極材料;采用鋁箔同時作為電池負極材料和負極集流體;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，充電過程中，正極石墨發(fā)生陰離子插層反應(yīng)，而鋁負極發(fā)生鋁-鋰合金化反應(yīng)，放電過程則相反。這種新型反應(yīng)機理不僅顯著提高了電池的工作電壓(3.8-4.6V)，同時大幅降低電池的質(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約222 Wh/kg。500Kg重量的AGDIB電池的續(xù)航里程可達到約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，不僅生產(chǎn)成本降低約 40-50%，同時能量密度提高至少1.3-2.0倍。若這種鋁-石墨電池成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，將大幅提升現(xiàn)有便攜式電子設(shè)備，電動汽車，以及新能源儲能系統(tǒng)的使用性能。不過，目前該電池技術(shù)還有待優(yōu)化，比如需要進一步提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性等。
新型鋁-石墨雙離子電池結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖
據(jù)介紹，該項成果由唐永炳研究員及其研究團隊成員張小龍、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)表于能源材料頂級期刊Advanced Energy Materials上，并已申請2項PCT專利和1項中國發(fā)明專利。該項研究得到廣東省創(chuàng)新科研團隊、深圳市科技計劃項目和國家自然科學(xué)基金等項目的資助。
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