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新型双离子电池问世或改变锂电产业格局

发布时间:2019-09-13 20:42:06

中科院深圳先进技术研究院唐永炳团队研发了一种新型电池技术,日前发表于《先进能源材料》。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。

目前,很多领域的主要能源转换和存储设备都是锂离子电池,但锂离子电池能量密度低,制造成本较高,且电池废弃会造成严重的环境问题。而不论是锂离子电池组驱动的电动汽车,还是燃料电池驱动的电动汽车,都面临成本和续航里程的挑战。

唐永炳团队发现了一种新型高能量密度铝—石墨双离子电池,是一种全新的高效、低成本储能电池。他们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(3.8~4.6V),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 Wh/kg)。

“该发现让人惊奇,是从未报道过的新电池技术。”审稿人如是评价。这种技术如实现产业化,未来的手机可能会比现在再轻薄一半,同时再也不需要一天一充电了。同时也解决了电动汽车电池成本高昂以及续航里程短的关键问题。不过,目前该电池技术还有待优化,如须提高电池循环稳定性等。

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