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中国铝固态电池突破,不怕穿刺不怕1000℃高温烧,充电10000次容量仍大于99%!

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一项令人振奋的电池技术近日在中国诞生——2024年12月10日,《美国化学会中心科学》发表了来自中国科研团队的最新研究成果:他们开发出了一种低成本、长寿命、高安全性的简单实用固态铝离子电池,不仅能在1000℃的高温火焰下保持稳定,而且充放电10000次后容量依然保持超过99%!这一突破或将为大规模储能系统开辟新天地。

这项技术来自北京科技大学王伟和北京理工大学焦书强教授团队,巧妙地解决了铝离子电池的一个老大难问题。传统铝离子电池虽然便宜环保,但一直被三个"拦路虎"困扰:电解液价格贵、怕水、还会腐蚀电池。研究团队别出心裁,设计了一个"三件套"解决方案:


首先,他们找来了一种叫AlF3的材料作为"骨架",就像给电池搭建了一个稳固的"房子"。这个" 房子 "不仅能让电池更稳定,还能大幅减少昂贵电解液的使用量。更奇妙的是,用完后这个"骨架"还能回收再利用,回收率高达80%!

其次,他们在这个"房子"里放入特殊的电解质,就像给电池装上了"超级动力源"。这个设计让电池充放电更顺畅,性能大幅提升。

最后,他们还在电池的正负极表面涂上了一层特殊的保护膜,就像给电池穿上了一件"防护服"。这层保护让电池寿命大大延长,即使充放电10000次,库伦效率仍大于99%,性能极为出色。

这项技术最令人称奇的是它的各种"抗压能力"。研究人员进行了一系列"极限挑战":


用1000℃的高温火焰烘烤,它纹丝不动

用尖锐物体反复戳刺,它依然安全工作

在零下20℃到200℃的极端温度下,它照样能稳定运行

这项技术的意义远不止于此。随着新能源发展,大规模储能成为关键需求。这种新型电池凭借其超长寿命、高安全性和低成本优势,有望在未来的能源革命中扮演重要角色。

当然,这项研究仍处于实验室阶段,离真正实现商业化还有很长的路要走。科研团队表示,他们还将继续探索性能更好、成本更低的材料,为这项技术的产业化铺平道路。


参考文献:

A Recyclable Inert Inorganic Framework Assisted Solid-State Electrolyte for Long-Life Aluminum Ion Batteries, Ke Guo, Wei Wang, Wei-Li Song, Shijie Li, Xueyan Du, and Shuqiang Jiao, ACS Central Science Article ASAP, DOI: 10.1021/acscentsci.4c01615

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