5秒充电铝石墨烯电池：-40°C至120°C极限温域、25万循环寿命
- 工程师研发新电池，工作温度范围-40°C至120°C，5秒内充满电。
- 经25万次充放电循环后仍保留91%容量。
- 极度柔韧，耐受1万次折叠。
中国浙江大学工程师研发出超快充、全天候、长循环铝石墨烯电池，性能卓越，尤其在充电时间上。商业化量产后，电池可5秒充满、续航两小时。
材料与工程研究团队声称，该电池更耐寒、更难燃，可在-40°C至120°C温域工作。但少数业内专家对这些声明持怀疑态度。
电池负极用铝，正极用石墨烯。经25万次充放电循环后保留91%容量——远超当今锂电池。专为全气候能源设备设计，拥有卓越柔韧性，耐受1万次折叠。
若集成进智能手机，可5秒充电、续航长达两小时。且即便手机每天充电10次，电池寿命长达70年不失容量。
设计与性能
构建铝离子电池正极材料，他们选择石墨、石墨烯、硫和金属硫化物。石墨碳提供快充和稳定循环特性。为满足此类碳基正极需求，工程师处理了4个要求——
- 高度结晶石墨烯晶格。
- 连续电子传导基质，利于大电流传输和内极化缓解。
- 高机械强度和杨氏模量，防止材料坍塌。
- 互联通道，促进高电解质渗透性和离子扩散。
为满足这些要求，他们通过湿法纺丝或流延涂布将氧化石墨烯（GO）液晶溶液制成GO膜，经化学还原形成还原氧化石墨烯（rGO）膜并高温退火，制备理想石墨烯膜。
完美对齐的石墨烯片层比非定向石墨烯片组成的石墨烯泡沫具有更高电导率和力学性能。rGO膜进一步在2850°C退火修复原子缺陷，转化为长条连续银色石墨烯膜。
电池性能主要取决于电子和离子在负负极间运行速度。电极材料必须让尽可能多电子和离子自由运行。若通道拥挤，性能受影响。因此需重视微观结构质量、取向和孔隙率。以及宏观结构中的导电网络、离子传输通道和离子通道。
参考：Sciencemag | DOI: 10.1126/sciadv.aao7233 | 浙江大学
这一设计原则使铝石墨烯电池大步跨越，交付惊人性能。此前铝电池容量徘徊60mAh/g，充放电循环不足千次。
电池点亮ZJU-120 LED | 图片来源：浙江大学
测试后，石墨烯正极容量120mAh/g，经2500万次充放电循环仍保持91%容量。同时快充可在1.1秒内充满，保持111mAh/g可逆容量。
部分专家对发现不买账
据业内专家、中国电动汽车充电技术副总经理郑家图称，团队发布结果不乐观。“数据需谨慎解读”，即便测试25万次循环本身就需极长时间。这些结果更可能是基于模拟数据模型而非原型测试的实验。
此外，商业化需多项尚不明朗因素。关键因素包括成本性能、特定电池能量强度、安全性、可靠性、成熟商业模式。许多其他成熟就绪技术尚未商业化。
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不过研究团队表示，前路漫漫、障碍重重。他们相信“超级”电池远优于锂离子电池，但仍有大量改进空间。此外，常规离子液体电解质相当昂贵，若能找到更廉价电解质，铝离子电池商机将更广阔。
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