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铝制固态电池经过 10,000 次充电后仍能保持 99% 的容量

短路、穿刺、发热--铝离子固态电池极为坚固(图片来源:ACS)
短路、穿刺、发热--铝离子固态电池极为坚固(图片来源:ACS)
研究报告称,除了超长的使用寿命外,充电效率、操作安全性和可回收性也是这种新型固态电池的主要优势。乍一看,这种储能技术只有一个方面令人失望。
Renewable Science

一项新研究的结果听起来好得几乎不像是真的。用廉价的材料和适度的努力就能生产出的电池单元从根本上全面超越了其他电池技术。经过 10,000 次充电后,电池容量仍保持在原始值的 99%。同时,效率始终保持在 99% 以上,尽管锂离子电池在这方面仍略胜一筹。但是,它们无法与这种新型固态电池所表现出的稳定性和耐用性相媲美。

非常安全的固态电池

在许多实际应用案例中,电池单元的稳定性都是一大优势(图片来源:ACS)
在许多实际应用案例中,电池单元的稳定性都是一大优势(图片来源:ACS)

这也适用于另一个同样重要的特性:研究人员对研制出的电池进行穿刺、短路处理,并将其加热到 1,000°C 的高温。它没有漏液,也没有起火,即使在 200°C 的温度下,它的电压也与室温下相同。

这是用铝离子电池实现的,该电池的液态电解质由氯化铝组成,而氯化铝在大多数实验中都会迅速腐蚀。阳极会受损,电池也会迅速老化。加入氟化铝和一种特殊盐的电极涂层后,电池变成了固态电池,从而解决了这一问题。这两种成分结合在一起,可确保高度的运行安全性和超长的使用寿命。

隶属于北京大学和北京理工大学的研究人员进一步强调了电池的高度可回收性。氟化铝可以被洗掉,几乎可以完全重新用于制造新的电池单元。铝本身也具有很高的可回收性。

在移动设备中使用可能比较困难

这种铝基电池最大的不足之处在于其能量密度,每公斤约为 150 瓦时,明显低于其他竞争技术。这仅相当于目前最好的固态电池和锂离子电池的三分之一到五分之一,但仍可与典型的家用电池媲美。

因此,这些极其耐用且可能价格低廉的铝离子固态电池很可能将主要用于固定设备。虽然肯定会有这方面的需求,但这种电池的商业化生产是否会成功还有待观察。它的技术特性无疑是诱人的。

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Mario Petzold, 2025-01-28 (Update: 2025-01-28)