美国化学会：环保铝制电池可持续 10,000 次循环，损耗最小

美国化学会：环保铝制电池可持续 10,000 次循环，损耗最小

用于长期储存太阳能和风能的大型电池是将丰富的可再生能源纳入美国电网的关键。然而，缺乏安全可靠的电池技术来支持推动可持续、清洁能源的发展。现在，在 ACS Central Science 上报告的研究人员设计了一种经济高效且环保的铝离子 （Al-ion） 电池，可以满足要求。

锂离子 （Li-ion） 电池存在于许多常见的消费电子产品中，包括电动工具和电动汽车。这些电池因其高能量密度而无处不在。但是，对于公用事业规模储能所需的大型电池系统来说，锂的成本高得令人望而却步，而且锂离子电池的易燃性会带来相当大的安全风险。

可靠的长期储能系统的潜在替代品包括可充电锂离子电池。然而，它们最常见的电解质液态氯化铝会腐蚀铝阳极，并且对水分高度敏感，从而加剧腐蚀。这两个因素都会导致稳定性差和电气性能随着时间的推移而下降。因此，Wei Wang、Shuqiang Jiao 及其同事希望设计一种没有这些限制的改进型锂离子电池。

该团队在含 Al-ion 的电解质中添加了惰性氟化铝盐，将其转化为固态电解质。氟化铝盐具有 3D 多孔结构，使铝离子能够轻松跳过电解质并提高电导率。此外，当研究人员构建他们的锂离子电池时，他们使用氟碳酸乙烯酯作为界面添加剂，在电极上形成一层薄的固体涂层，以防止形成降低电池健康的铝晶体。

在实验中，电池的防潮性以及物理和热稳定性得到了增强，使其能够承受尖锐物体的反复戳击和高达 392 华氏度的温度。固态锂离子电池还具有超长的使用寿命，可持续 10,000 次充放电循环，同时损失的容量不到其原始容量的 1%。

此外，大部分氟化铝可以通过简单的清洗回收，然后回收到另一个性能略有下降的电池中。这种新型电池可以降低铝合金电池的生产成本，延长其使用寿命，从而提高其实用性。

“这种新的锂离子电池设计展示了持久、经济高效和高安全性储能系统的潜力。回收和再循环关键材料的能力使该技术更具可持续性，“Wang 说。研究人员补充说，在商业化之前，需要进一步改进能量密度和生命周期。