美國(guó)華人科學(xué)家通過(guò)一項(xiàng)革命性的研究成果，讓世界進(jìn)入了鋁電池時(shí)代，也同時(shí)拯救了手機(jī)黨，分分鐘搞定充電，且使用時(shí)間長(zhǎng)，成本低，在完善電壓與能量密度后，有望成為全球手機(jī)黨與特斯拉的福音。
近日，斯坦福大學(xué)化學(xué)系教授戴宏杰和他的團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一款新型高性能可充電的鋁電池，這款鋁電池廉價(jià)、柔性、安全、耐用，而且能夠快速完成充電。這聽起來(lái)就像人們尋覓已久的完美電池。
長(zhǎng)期以來(lái)，鋁電池研究沒(méi)有實(shí)質(zhì)突破的主要難題在于電池材料。合適的負(fù)極材料和電解液材料是確保電池在經(jīng)過(guò)充電、放電的反復(fù)周期后仍能運(yùn)行的關(guān)鍵。戴宏杰教授表示，他們把石墨作為負(fù)極材料，反復(fù)試驗(yàn)后確認(rèn)了幾種表現(xiàn)良好的石墨類材料，并用一種相當(dāng)于鹽溶液的等離子液體作為電解液，從而解決了鋁電池研究在材料上的瓶頸問(wèn)題。
研究人員把采用鋁材料的正極、采用石墨材料的負(fù)極以及等離子電解液置于一個(gè)有聚合物涂層的鋁箔軟包內(nèi)，從而制成新的鋁電池。戴宏杰說(shuō)，他們開發(fā)的鋁離子電池具有超快速充電、不易燃燒爆炸、可折疊、材料成本低等突出優(yōu)點(diǎn)。他說(shuō)：“這是開發(fā)可充電鋁電池方面的一個(gè)重大突破，因?yàn)橄惹翱沙潆婁X電池基本不存在，尤其是具備這些性能的鋁電池。”
據(jù)了解，傳統(tǒng)堿性電池有害環(huán)境，鋰電池偶有起火爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，而這種新研制的可充電鋁電池，將比傳統(tǒng)堿性蓄電池和鋰離子電池更加安全，即使被鑿穿，也不會(huì)著火。而且，鋁電池電解產(chǎn)生的離子液體無(wú)毒，具備環(huán)保優(yōu)勢(shì)。
此外，配備鋰離子電池的智能手機(jī)充電可能需數(shù)小時(shí)，但使用這種鋁電池，為手機(jī)充滿電只需一分鐘。在電池壽命方面，一般充電電池循環(huán)使用100次后差不多“壽終正寢”，鋰電池可能支持1000次，而斯坦福大學(xué)這款鋁電池充電7500次后存儲(chǔ)電量依然無(wú)損。
在應(yīng)用領(lǐng)域，戴宏杰表示，這種鋁電池除了可用于電子產(chǎn)品外，未來(lái)還可用于在電網(wǎng)中儲(chǔ)存可再生能源和電動(dòng)汽車領(lǐng)域。
不過(guò)，新生事物并不是完美無(wú)缺，受現(xiàn)有技術(shù)所限，目前這種鋁電池的額定電壓較低，僅為傳統(tǒng)鋰電池的一半。戴宏杰表示，其團(tuán)隊(duì)將通過(guò)提升陰極材料的性能，最終提高鋁電池的電壓并增加能量密度。
