鋁離子電池
- 鋁離子電池包含一個由鋁制成的帶負(fù)電陽極和一個帶正電石墨陰極，由于三維石墨優(yōu)良的導(dǎo)電性能和巨大的比表面積，能夠極大的縮短電池的充電時間。
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高效耐用、超快充電、高安全性、可折疊、材料成本低、靈活和較長壽命。
鋁成本低，可燃性低，且具有高電荷存儲能力，因此一直是用作電池頗具吸引力的材料。在過去幾十年，研究人員致力于研發(fā)商業(yè)可行的鋁離子電池，卻一直以失敗告終，可充電鋁電池始終處于概念階段。其中面臨的一個重要挑戰(zhàn)便是找到在經(jīng)歷了反復(fù)充電和放電后仍能夠產(chǎn)生足夠電壓的材料。
湖南大學(xué)物理學(xué)院副教授魯兵安等人的研究的鋁離子電池，將讓這些問題有望得到解決，電池產(chǎn)業(yè)亦將產(chǎn)生革命性變化。
鋁離子電池（Aluminium-ion battery）是一類可充電電池，放電時，鋁離子從陰極移動到陽極；充電時，鋁離子又回到陰極。鋁離子電池與鋰離子電池功能相似，但由于組成和結(jié)構(gòu)不同，電能輸出水平有所不同。 鋁離子電池可以在很短的時間內(nèi)充滿電，并可以反復(fù)充電7500次。
Al原子最外層有3個電子，在發(fā)生化學(xué)變化時，易失去外層的3個電子從而達(dá)到8電子的相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，變?yōu)锳l³+，氯原子最外層有7個電子，在發(fā)生化學(xué)變化時，易得到1個電子而達(dá)到8電子的相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)...
鋁對人體的影響 鋁是不是人體必需的微量元素，尚無定論，事實上并未發(fā)現(xiàn)鋁癥的病例，人們每天要從飲食中攝入約10-18毫克的鋁，其中大部分經(jīng)消化道隨糞便排出，小部分在睪丸、腎、脾、肌肉、骨骼和腦組織內(nèi)蓄積...
1、從結(jié)構(gòu)上看，二次電池在放電時電極體積和結(jié)構(gòu)之間發(fā)生可逆變化，而一次電池內(nèi)部則簡單得多，因為它不需要調(diào)節(jié)這些可逆性變化。 2、一次電池的質(zhì)量比容量和體積比容量均大于普通充電電池，但內(nèi)阻遠(yuǎn)比二次電池大...
小型電子設(shè)備、電力網(wǎng)、電動汽車等。
主要應(yīng)用在小型電子設(shè)備、電力網(wǎng)、電動汽車等。
2015年4月6日，國際頂級學(xué)術(shù)刊物《Nature》在線發(fā)表了魯兵安(四位共同第一作者之一)的論文《快速充放電鋁離子電池》。魯兵安等人用石墨作為正極材料，并用一種相當(dāng)于鹽溶液的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題。過去在iphone等使用鋰電池的手機上，需要1個小時才能完成的充電量，在該鋁電池上1分鐘即可完成。
高效耐用、超快充電、高安全性、可折疊、材料成本低、靈活和較長壽命。
鋁離子電池正極材料的研究進(jìn)展與展望
鋁離子電池正極材料的研究進(jìn)展與展望
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頁數(shù)： 6頁
Material Sciences 材料科學(xué) , 2020, 10(3), 173-178 Published Online March 2020 in Hans. http://www.hanspub.org/journal/ms https://doi.org/10.12677/ms.2020.103022 文章引用 : 譚斌 , 凍瑞嵐 , 彭浩 , 曾悅 , 晁自勝 . 鋁離子電池正極材料的研究進(jìn)展與展望 [J]. 材料科學(xué) , 2020, 10(3): 173-178. DOI: 10.12677/ms.2020.103022 Research Progress and Prospects of Cathode Materials for Aluminum Ion Batteries Bin Tan, Ruilan Dong, HaoPeng, YueZeng, Zishe
倫敦時間2015年4月6日，《自然》雜志在線發(fā)表了由中美兩國華人科學(xué)家共同完成的一項突破進(jìn)展《快速充放電鋁離子電池》?！蹲匀弧吩u論認(rèn)為，該研究成果在世界上首次實現(xiàn)了可充電鋁離子液體電池。這有望為國際電池產(chǎn)業(yè)再次帶來革命性變化 。
據(jù)論文共同第一作者、湖南大學(xué)物理學(xué)院"80后"副教授魯兵安介紹，常用的鋰電池容量低、壽命短，且存在易自燃或爆炸等安全隱患，高容量和安全的可充電鋁電池一直是科學(xué)界致力于研究的對現(xiàn)有電池的取代品。然而，由于鋁電池正極材料極易被腐蝕和不能有效放電等問題，在過去30年中可充電鋁電池始終處于概念階段 。
魯兵安與美國斯坦福大學(xué)化學(xué)系戴宏杰課題組合作，改用石墨作為正極材料，用鋁作為負(fù)極材料，并用一種相當(dāng)于鹽溶液的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題 。
實驗發(fā)現(xiàn)，用三維石墨作為電池正極材料，其優(yōu)良的導(dǎo)電性能和巨大的比表面積可極大縮短電池的充電時間。過去在iphone等使用鋰電池的手機上需要1個小時才能完成的充電量，在該鋁電池上1分鐘即可完成。實驗還證明，鋁電池循環(huán)7500次后，容量幾乎沒有衰減，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出普通鋰電池的循環(huán)壽命 。
據(jù)悉，該成果已在美國獲得多項專利保護(hù)，并有數(shù)家知名企業(yè)致力于買斷該專利 。
可充電鋁離子電池背景介紹