铝电池

中国团队在可逆铝电池研究领域取得新进展

近年来，全球能源系统已经由化石能源向可再生能源转化，而能源存储是可再生能源利用的关键。能源存储有多种方法来实现，而以电化学方式储存能量的电池是效率最高且能够大规模应用的一种方法。铝电池（AIB）因其低成本、高理论容量（理论体积比容量和质量比容量分别为8048 mAh·cm-3和2981 mAh·g-1）和高安全性（遇水和空气时不燃烧）而受到广泛关注。

铝作为地球上最丰富的金属元素，具有高导电性、高热导性和低成本等优点。铝阳极的理论体积容量和质量容量分别为8048 mAh·cm-3和2981 mAh·g-1，远高于其他多价金属离子的理论能量密度。此外，铝在空气和水中的超高稳定性也提高了铝电池的安全性能。然而，铝电池的实用化道路仍然存在许多障碍，其中铝阳极的枝晶生长是最重要也是最容易被忽视的问题。

铝电池具有电池容量高、安全性高和使用寿命长等优点。相较于传统的锂电池，铝电池的电池容量具有很高的理论上限，且由于铝电池负极金属铝性质稳定、电解液不易燃，所以铝电池即使被穿刺短路也不会发生燃烧、爆炸等危险现象。

北京大学庞全全研究员联合麻省理工学院、滑铁卢大学、武汉理工大学、阿贡国家实验室等单位首次报道了一种高安全不可燃、超低材料成本、可实现快充的熔融盐铝电池。通过使用一种低熔点的无机氯化物熔融电解质，成功替代当前普遍使用的离子液体，实现铝电池的高倍率运行、低电压极化及高能量效率；同时熔融盐电解质的热稳定性高，不可燃，使得电池体系具有高安全性，解决了大规模集成系统安全性方面的疑虑。

近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心清洁能源实验室E01组研究人员，针对上述问题为柔性电池设计了一体化的双极型结构，并将其应用于可充铝电池中为高能量密度柔性电池的开发提供了新思路。