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新型双离子电池技术问世,有望解决续航问题有望解决续航问题,打破现有锂电产业格局

文章来源:科技导报  |  发布时间:2016-06-28  |  【打印】 【关闭

 

新型电池技术的应用领域
 

  你是否有过这样尴尬的经历:出门在外,时刻准备着接听一个重要的来电,手机却提示电量低,相信此时的你简直就要崩溃了。而智能手机的使用不仅仅限制于接打电话和收发短信,它承载了更多的用途:微信、上网、阅读、办公、游戏等,成为了现阶段人们不可缺少的“伙伴”。手机使用的频率越高,电池电量消耗得越快,随着移动电源的普及,外出时手机电量不足的情况得以缓解,但是电池续航时间仍然是选购智能手机的首选条件。

  近年来,智能手机在各方面都取得了长足的发展,处理器、显卡更为强大,屏幕更为先进等,但智能手机的电池技术却进展缓慢,未能取得大幅突破。目前大多采用的是锂电池技术。锂电池是使用钴酸锂、锰酸锂、三元或磷酸铁锂为正极材料,以石墨等碳材料为负极材料、非水电解质溶液电池,相对此前的镍氢电池,拥有更大容量、更好稳定性及反复可充放特性,经过多年发展已颇为成熟,但也存在能量密度低、制造成本较高等缺点,且传统锂离子电池的电极材料含有毒金属,电池废弃造成严重环境污染,在发生短路、过热情况下,容易失控爆炸。

  业界在寻求锂电池技术突破的同时,也不断关注新型电池技术的发展。2016年3月29日,中国科学院深圳先进技术研究院唐永炳研究员及其研究团队在国际能源材料顶级期刊《先进能源材料》上发表了最新研究成果:一种新型电池技术,德国科学网《Wissenschaftaktuell》报道称,该技术若实现产业化,将对现有锂电产业格局产生重大影响。
   唐永炳团队发现了一种全新的高效、低成本储能电池,这是一种新型高能量密度铝-石墨双离子电池。这种新型电池把传统锂离子电池的正负极进行了调整,用廉价且易得的石墨替代目前已批量应用于锂离子电池的钴酸锂、锰酸锂、三元或磷酸铁锂作为电池的正极材料;采用铝箔同时作为电池负极材料和负极集流体;电解液由常规锂盐和碳酸酯类有机溶剂组成。该电池工作原理有别于传统锂离子电池,充电过程中,正极石墨发生阴离子插层反应,而铝负极发生铝-锂合金化反应,放电过程则相反。这种新型反应机理不仅显著提高了电池的工作电压(可达5V),同时大幅降低电池的质量、体积、及制造成本,从而全面提升了全电池的能量密度(~220 W·h/kg)。 

    文/刘志远(《科技导报》编辑部)(责任编辑 陈广仁)