1 分鐘可充飽電!史丹佛大學與工研院研發鋁電池新技術

by:維多魚
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鋁離子電池擁有低可燃性、低成本及電力儲存效能高等優點,但其電池壽命卻飽受限制,不少研究人員近幾十年來,試圖發展可行的商用鋁離子電池技術。最近史丹佛大學(Stanford University)研究團隊成功研發「可高速充放電的鋁離子電池」原型,能在短短 1 分鐘內將電力充飽,且使用壽命遠遠超過傳統鋰電池。


 

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即便擁有許多鋰電池望塵莫及的優點,但目前的鋁離子電池最大的挑戰,在於無法找到經過多次充放電循環後,還能產生足夠電壓的材料。不過,由史丹佛大學化學系教授戴宏杰及台灣工業研究院綠能所研究員林孟昌所帶領的團隊,在偶然間發現,加入石墨可有效突破鋁離子電池技術的瓶頸。這項研究發表在 4 月出版的《自然》(Nature)期刊上,且已在台灣及美國申請專利。

團隊研發的鋁離子電池利用鋁製陽極、石墨製成陰極,能在短短 1 分鐘內快速充飽電,且彈性極高,為可折疊彎曲的薄型材料。相較於鋰電池,鋁的材料成本較低,價格相對較為低廉。此外,研究團隊在實驗過程中將鋁離子電池鑽透,但其不但未著火,還能成功保持運作狀態,比較易燃的鋰電池安全得多。



 

至於鋁離子電池最大瓶頸──電壓的部分呢?先前曾有其他研究人員開發鋁電池,但最高只能充放電循環 100 次,不過,這款原型電池可在經過 7,500 次充放電循環後,沒有任何能量損耗,可產生約 2 伏特的電壓,且其重複充放電循環次數遠遠超過鋰電池的 1,000 次。

充電快速、價格低廉、安全性高、彈性佳及電池壽命長等優勢,都是讓鋁離子電池有機會成為帶動下一波行動裝置電池革新的關鍵因素。然而,雖然這款鋁離子電池原型可產生約 2 伏特的電壓,但仍比目前智慧型手機鋰電池普遍電壓為 3.7 伏特或 4 伏特還要低得多。

也就是說,在大規模量產前,研究團隊還得再度拉高電壓。戴宏杰認為,要解決這個問題「不是不可能」,他表示,若改良陰極材料,可望能增加鋁離子電池的電壓及能量密度。

資料來源:Researchers build aluminum battery that can be charged in one minute
Stanford Researchers Created A Smartphone Battery That Charges In Only One Minute

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