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“充电5秒钟通话2小时”不再是神话 浙大研发成功新材

admin 发布于 2017-12-26 15:41   浏览 次  

  浙江在线12月25日讯(浙江在线编辑 金英磊)刚过完冬至,口袋里的手机又到了“冻不冻”就黑屏关机的时刻。除了在低温、高温条件下电池效率不稳固,在利用一两年后,http.23344com开奖直播,电池的续航才干也大打折扣。不过在不久的将来,这些问题兴许都将被解决。

  近日,浙江大学高分子科学与工程学系高超团队研制出的新型铝-石墨烯电池。这种电池是柔性的,将它弯折一万次后,容量完整保持。它可能在零下40摄氏度到120摄氏度的环境中工作,堪称既耐高温,又抗严寒。在零下30摄氏度的环境中,这种新型电池能实现1000次充放电机能不减,而在100摄氏度的环境中,它能实现4.5万次牢固循环,哪怕电芯袒露于火焰中时也不会起火或爆炸。更让人快慰的是,这款超级电池号称充电速度超快,据实验数据显示,充满电只有要1.1 秒。“未来如果用到手机上,充电5秒钟通话2小时是完全可能的,3374六彩开奖结果。”

  一片片泛着金属光泽的深灰色薄膜,就是团队最新研发的石墨烯?铝电池。它的正极是石墨烯薄膜,负极是金属铝。比较于锂电池,高超课题组研发的铝-石墨烯电池展现出明显优势:个别电池随着反复充放电,比电容量会始终降落,这就是俗话说的“不耐用”。

  柔性铝-石墨烯电池点亮了“ZJU 120”LED灯串

  但这块长相“毫不起眼”的铝-石墨烯电池在这一点上则表现优秀。假如把一次充电?放电作为一次循环,这种电池经历25万次循环,比电容量仍高达91%,几乎不损失。如果智能手机用上这种电池,每天哪怕充电10次,也能用上近70年。

  铝离子电池是一种精良的新型电池,切实用化的关键是找到合适的正极材料。浙大高分子系高明教养课题组决定石墨烯这一神奇资料,以翻新工艺制备成独特的石墨烯膜作为正极材料,大大提升了铝离子电池的整体性能,与当初主流的锂电池跟超级电容器相抗衡的远景十分看好。12月15日,相关论文发表于国际著名期刊《科学进展》。

  高超课题组

  “这种铝?石墨烯超级电池,倍任性能和轮回寿命远远超过其余电池,比超级电容器存在更高的能量密度,相当的倍率性能和循环寿命。”高超说。

  2015年,斯坦福大学的戴宏杰课题组在Nature杂志发表工作,采用高温裂解石墨泡沫来制造正极,首次实现了比容量较高且可长循环的铝离子电池。高超课题组受此启发,尝试用石墨烯膜来制作铝电池的电极。经过一年半摸索跟积累,高超团队提出了石墨烯正极材料的“三高三连续”设计准则。

  研发团队表示,“电池的性能,关键取决于电子和离子在正极和负极之间‘奔跑’的状态。”该石墨烯电池正极材料采取“三高三连续”设计准则,领有连续孔道,就像四通八达的高速公路,让尽可能多的电子和离子畅通地奔驰,或者快速‘归位’。

  “三高”指微观结构的高品德、高取向、高孔道率;“三连续”指宏观构造上有持续的导电网络、连续的离子传输通道和连续的离子嵌层通道。

  【商业化仍有挑衅】

  高超课题组的新型电池给咱们展示了美好的前景:比喻,手机充电数秒就实现,在极寒和高温环境中能自如工作,不用担心电池爆炸,不必担忧电池老化。然而,高超说,这离真正商业化还有很大的挑战,需要更多迷信家的努力和投入才华实现。

  高超说,目前的正极比容量、输出电压及面负载量还有较大的晋升空间,能量密度不足以与锂离子电池相匹敌,今后还需在坚持高功率密度的基础上进一步提高能量密度。此外,目前经典的离子液体电解质价格较贵,如果能够找到更廉价的电解质,铝离子电池的贸易前景将更辽阔。

  (综合浙江日报、钱江晚报、澎湃新闻等消息)

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