学者研究新型电池 手机充电1小时可用三四天

鲁兵安演示可快速充电、柔性、更环保的铝电池

    据新华社电 伦敦时间4月6日，《自然》在线发表了湖南大学物理学院副教授鲁兵安等人作为第一作者的论文——《快速充放电铝离子电池》。

    电池，特别是锂离子电池，在日常生活中使用广泛。但锂电池容量低、寿命短，且存在高温、碰撞等条件下容易自燃或爆炸等安全隐患。高容量和安全的可充电铝电池一直是科学界致力研究的现有电池的取代品，但由于铝电池正极材料容易被腐蚀和不能有效地进行放电等问题，在过去30年中可充电铝电池始终处于概念阶段。

    鲁兵安副教授等人用石墨作为正极材料，并用一种相当于盐溶液的离子液体作为电解液，从而解决了铝电池研究在材料上的瓶颈问题。实验发现用三维石墨作为电池正极材料，由于三维石墨优良的导电性能和巨大的比表面积，能够极大缩短电池的充电时间。过去在iPhone等使用锂电池的手机上需要1个小时才能完成的充电量，在铝电池上1分钟即可完成。今后，铝电池充电1小时，手机使用三四天不再是设想。同时，铝电池寿命更长。实验证明，铝电池循环7500次后，容量几乎没有衰减。而普通锂电池的循环寿命一般为1000次。

    除此之外，相较于锂电池，铝电池生产成本更低，还有电解产生的离子液体无毒等环保优势。今后，铝电池不仅可以使用在手机等小家电上，还将用在电动汽车等容易产生剧烈碰撞与高温的地方。

    ··············· 人物 ···············

    论文第一作者是位85后

    根据斯坦福大学官方网站介绍，此项研究共有10人参与，成员基本由华人组成，其中包括来自中国湖南大学物理与微电子科学学院的访问学者鲁兵安，以及来自南开大学的博士后学者吴英鹏。

    据了解，论文《快速充放电铝离子电池》的第一作者鲁兵安，1985年出生，2012年博士毕业后在湖南大学工作，现为湖南大学物理与微电子科学学院副教授。另据资料显示，鲁兵安曾指导过石墨烯等纳米材料应用于电化学储能方面的研究。2014年5月，在国家留学基金委的支持下，以访问学者的身份前往美国斯坦福大学化学系戴宏杰课题组进行为期一年的交流访问。

    吴英鹏此前的研究方向也是新型碳材料的制备，并曾负责完成了石墨烯工业化生产、石墨烯机器复合物在超级电容器等清洁能源中的应用等项目。

    （记者潘茜 整理）

    未来

    新型铝电池

    手机电池换代史

    第1代

    镍镉电池

    1987年开始使用

    现已基本淘汰

    【特点】 ◎容量较低

    ◎制造材料可造成环境污染

    第2代

    镍氢电池

    1989年开始使用

    【特点】 ◎容量比镍镉电池多

    30％到50％以上

    ◎材料对环境污染较少

    ◎存在自放电

    第3代

    锂离子电池

    1991年开始使用

    【特点】 ◎重量轻 ◎容量低

    ◎生产基本不消耗水

    ◎寿命短 ◎易自燃或爆炸

    未来

    新型铝电池

    寿命长

    普通锂电池

    循环寿命

    为1000次

    铝电池循环

    7500次后

    容量几乎

    没有衰减

    成本低

    相较于锂电池，铝电池生产成本将更低

    更环保

    铝电池拥有电解产生的离子液体无毒等环保优势

    资料整理/潘茜 制图/方磊