5 秒充电铝石墨烯电池工作温度范围为 –40°C 至 120°C，可循环 250,000 次
- 工程师制造了一种新型电池，其工作温度范围为 -40°C 至 120°C，并且可在 5 秒内充电。
- 25万次充放电循环后仍能保持91%的容量。
- 电池极其柔韧，可承受 10,000 次折叠。
中国浙江大学的工程师开发出了超快、全天候、长周期的铝石墨烯电池，该电池具有优越的性能，尤其是在充电时间方面。商业化生产后，电池可在5秒内充满电，可持续使用两个小时。
开发这种电池的材料和工程研究人员声称，它更耐寒、不易燃，可以在-40°C至120°C的温度范围内工作。然而，很少有行业专家对这些说法表示怀疑。
电池的负极由铝制成，正极由石墨烯制成。经过 25 万次充放电循环后，它能够保留 91% 的容量，这比当今的锂电池要好得多。专为全气候能源设备打造，具有卓越的灵活性，可承受10000次折叠。
如果与智能手机集成，充电5秒，使用时间长达2小时。此外，即使手机每天充电 10 次，电池也可持续使用长达 70 年而不会损失容量。
设计和性能
为了构建铝离子电池的正极材料，他们选择了石墨、石墨烯、硫和金属硫化物。石墨碳具有快速充电和稳定循环等特性。对于这种碳基阴极，工程师满足了 4 个要求 –
- 高度结晶的石墨烯晶格。
- 连续电子传导矩阵，用于大电流传输和内部极化缓解。
- 高机械强度和杨氏模量，可防止材料塌陷。
- 互连通道，促进高电解质渗透性和离子扩散。
为了满足这些要求，他们通过湿法纺丝或流延涂覆氧化石墨烯（GO）液晶溶液到GO薄膜中，然后通过化学还原形成还原GO（rGO）薄膜和高温退火来制备理想的石墨烯薄膜。
与由非定向石墨烯片组成的石墨烯泡沫相比，完美排列的石墨烯片具有更高的导电性和机械性能。 rGO薄膜进一步在2850摄氏度下退火，恢复原子缺陷，转化为长条连续的银色石墨烯薄膜。
电池的性能主要取决于电子和离子在负极和正极之间运行的速度状态。电极材料必须能够使尽可能多的电子和离子自由运行。如果道路过于拥挤，性能就会受到影响。这就是需要注意微观结构的质量、方向和孔隙率的原因。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：科学杂志 | DOI：10.1126/sciadv.aao7233 | 浙江大学
这一设计原理使铝石墨烯电池向前迈出了一大步，并提供了惊人的性能。此前，铝电池容量一直徘徊在60mAh/g左右，充放电循环次数不足数千次。
电池点亮ZJU-120 LED |图片来源：浙江大学
经测试，石墨烯正极容量为120mAh/g，经过2500万次充放电循环后仍保持91%的容量。同时快充可在1.1秒内充满，可逆容量保持111mAh/g。
一些专家对这些发现并不感兴趣
据行业专家、中国电动汽车充电技术研究中心副主任郑家图介绍，该团队公布的结果看起来并不乐观。 “应该谨慎阅读这些数字”，即使测试25万次充放电周期本身也需要很长时间。 这些结果更有可能是在模拟数据模型上进行的实验，而不是原型测试。
此外，商业化还需要一些尚不清楚的事情。一些关键因素包括性价比、特定类型电池的能源强度、安全性、可靠性和成熟的商业模式。还有许多其他经过验证且现成的技术尚未商业化。
阅读：镁离子电池比锂电池更高效、更安全
然而，研究小组表示，他们还有很长的路要走，还有许多障碍需要克服。他们认为“超级”电池比锂离子电池好得多，但仍有很多东西需要改进。另外，传统的离子液体电解液价格相当昂贵，如果能找到更便宜的电解液，铝离子电池的商机将会更加广阔。
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