我国成功研发一种新型铝—石墨双离子电池

从中国科学院深圳先进技术研究院获悉，该院集成所功能薄膜材料研究中心成功开发出一种新型铝—石墨双离子电池，可大幅度提升电动汽车的使用性能。

根据该研究中心的介绍，这种新型AGDIB电池采用廉价且易得的石墨替代传统锂电中高成本且含重金属的过渡金属氧化物或磷酸铁锂作为电池正极材料;采用铝箔同时作为电池负极材料和负极集流体;以常规锂盐和碳酸脂溶剂为电解液。该电池工作原理有别于传统锂离子电池，充电过程中，正极石墨发生阴离子插层反应，而铝负极发生铝-锂合金化反应，放电过程则相反。这种新型反应机理不仅显著提高了电池的工作电压(3.8-4.6V)，同时大幅降低电池的质量、体积、及制造成本，从而全面提升了全电池的能量密度。

该研究中心对外宣称，初步估算该类型电池的全电池质量能量密度和体积能量密度将高达约222 Wh/kg。500Kg重量的AGDIB电池的续航里程可达到约550公里。与传统的锂电技术相比，这种电池具有明显的优势，不仅生产成本降低约 40-50%，同时能量密度提高至少1.3-2.0倍。若这种铝-石墨电池成功实现产业化，将大幅提升现有便携式电子设备，电动汽车，以及新能源储能系统的使用性能。不过，目前该电池技术还有待优化，比如需要进一步提高电池的循环稳定性等。

新型铝-石墨双离子电池结构及工作原理示意图

据介绍，该项成果由唐永炳研究员及其研究团队成员张小龙、张帆共同研发，相关论文“A Novel Aluminum–Graphite Dual-Ion Battery (一种新型铝—石墨双离子电池)”在线发表于能源材料顶级期刊Advanced Energy Materials上，并已申请2项PCT专利和1项中国发明专利。该项研究得到广东省创新科研团队、深圳市科技计划项目和国家自然科学基金等项目的资助。