雪城大学研发新型固态铝离子电池 或可替代锂离子电池

私人、公共和商业运输(汽车、公交车、卡车)等电动汽车对电池需求不断增加,因而人们开始研发铝离子电池以满足需求。而电动汽车需要大量的电力才能正常运行,因而对电池产生了高要求,导致电池必须能够进行快速、剧烈的电化学反应,以驱动外部电力(如电机、电子设备等)。但是此类反应反过来会对电池造成很大的机械压力和热应力。而目前的电池技术使用液体作为电解质,此类介质有助于将离子从一个电极传输至另一个电极,但是此类电解质由有机分子组成,极易燃烧和挥发。因此,导致电动汽车电池有较高的爆炸、起火、排气或故障的安全风险。

据外媒报道,美国雪城大学(Syracuse University)的侯赛因研究小组(Hosein Research Group)研发出一种新型固体电解质,用以替代目前铝离子电池中的液体电解质,使其能够满足汽车等高需求应用。该电解质由一种非常柔软的聚合物和一种非常坚硬的环氧树脂组成,聚合物也让铝离子渗透,而环氧树脂提供了热稳定性和耐久性。该聚合物通过溶解铝盐(如硝酸铝)到聚合物基质中转化为铝离子电解质。

目前,侯赛因研究小组正积极致力于实现全固态铝离子电池的制造,该电池包括电解质在内的所有组件都是固态,将帮助将铝离子电池纳入汽车等高需求应用中。

铝离子电池是很有前景的下一代电池技术,可以满足未来的能源输送需求,结构与锂离子相同,只是锂被铝所取代了。铝是地球地壳中第三丰富的元素,也是非常廉价的锂金属替代物。由铝制成的电池具有最高电压,可存储最多能量,并且提供最高电流,其存储容量是锂离子电池的4倍,而且携带的电荷是锂离子电池的3倍。

而锂只占地球地壳的0.7%,人们越来越担心锂离子电池能否满足全球日益增长的需求,而且其不断上升的成本以及高度稀缺性也迫使人们开始寻找和研发更可行的替代方案。铝离子电池可能就是后锂离子电池时代的下一代存储技术。