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新型双离子电池技术解决锂离子电池多项问题

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  一种新型双离子电池技术的问世,有望解决锂离子电池存在的容量、续航里程及能量密度低的问题。中科院深圳先进技术研究院昨天透露,该院研究员唐永炳及其研究团队的这一最新成果,日前在国际能源材料权威期刊《先进能源材料》发表,并受到德国科学网邀请报道。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。

  “该发现让人惊奇,是从未报道过的新电池技术。”《先进能源材料》编辑在通知研究成果被期刊录用时,将匿名审稿人的评价这样传递给唐永炳。

  据了解,唐永炳2013年8月加入中科院深圳先进院先进集成技术研究所,其团队获国家自然科学基金、广东省创新团队、深圳市孔雀团队、深圳市科技计划项目等资助。

  目前,便携式电子设备、电动汽车、可再生能源系统等领域的主要能源转换和存储设备都是锂离子电池,但锂电能量密度低,制造成本高,且电极材料含有毒金属,电池废弃会造成环境污染问题。而当前炙手可热的新能源车不论采用锂电、还是燃料电池,都存在成本和续航里程的挑战。

  唐永炳团队在研究中,发现了一种新型高能量密度铝—石墨双离子电池,这是一种全新的高效、低成本储能电池。研究团队把传统锂电的正负极做了调整,用廉价易得的石墨替代目前大量使用的钴酸锂、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。新型电池的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,同时大幅降低电池的质量、体积及成本,全面提升电池的能量密度。

  “未来的手机可能比现在轻薄一半,智能手机也不需要一天一充电了。”中科院深圳先进院相关负责人介绍,这种技术如实现产业化,可解决电动汽车电池成本高、续航里程短等问题。不过,目前该电池技术还有待优化,比如需要进一步提高电池的循环稳定性等。

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