Nature报道可充电铝离子液体电池-湖南大学物理与微电子科学学院

Nature报道可充电铝离子液体电池

创建于2015年04月13日星期一作者 : wlxyuser1 浏览量 :

自燃爆炸、寿命短、电量不耐用……随着电动汽车、智能手机的普及，电池的缺陷日益困扰着人们的日常生活。如今，随着物理学院副教授鲁兵安在斯坦福大学戴宏杰教授的指导下参与的研究成果——铝离子电池面世，这些问题都有望得到解决，电池产业亦将产生革命性变化。伦敦时间4月6日，国际顶级学术刊物《Nature》在线发表了林孟尝、龚明、鲁兵安、吴英鹏等作为共同第一作者的论文《快速充放电铝离子电池》。这标志着我校在《Nature》发文实现零的突破。

电池，特别是锂离子电池，在日常生活中频繁使用，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巨大安全隐患。高容量和安全的可充电铝电池一直是科学界致力于研究的现有电池的取代品，然而由于铝电池正极材料容易被腐蚀和不能有效的进行放电等问题，在过去30年中可充电铝电池始终处于概念阶段。

研究团队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，能够极大的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，在该铝电池上1分钟即可完成。今后，铝电池充电1小时，手机使用3、4天不再是假想。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300次。

除了安全、寿命长、快速充电慢速放电等优点，相较于锂电池，铝电池生产成本将更低，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如今通用的手机等小家电上，还将在电动汽车等容易产生剧烈碰撞与高温地方取代目前的电池。

在世界能源发展的趋势从发展新能源转向能源储备的今天，《Nature》杂志认为该研究成果，首次实现了可充电铝离子液体电池，可应用于现代各种电子设备从而改善人类的生活方式。目前该成果已经在美国获得了多项专利保护，并有数家知名企业致力于买断该专利。

据了解，《Nature》杂志是国际上最具影响力的学术期刊之一。其发表的论文代表了某一重要科学问题的实质性进展,具有近期和远期的重要影响。

1985年出生的鲁兵安，2012年博士毕业后来校工作，现为湖南大学物理与微电子科学学院副教授。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。