湖南大学两博士“改装”铝离子电池 首次实现万次循环无衰减

到东北雪乡看雪相机会“罢工”？炎炎夏日手机暴晒会“中暑”，频繁死机、速度变慢，甚至发生自燃或爆炸？这些都是锂离子电池在低温、高温下欠佳的表现。

近日，全球历史最悠久最知名的学术出版商之一威立（WILEY）数据库制作了一部视频短片，用以介绍解决上述问题的答案——将三维石墨烯作为正极、铝片作为负极的铝离子电池，其表现出高容量和长循环寿命等优异特性。而这一“答题”者，正是湖南大学化学化工学院于馨智博士、物理与微电子科学学院王斌博士后。

于馨智介绍，锂离子电池的充放电过程，其实就是锂离子在阴阳极之间往返嵌入和脱嵌。他们发现，采用低能等离子体轰击三维石墨烯这一材料，可以在其表面得到多孔结构。随着轰击时间的延长，三维石墨烯表面形成了许多纳米级的孔洞结构，从而使得离子的嵌入变得更加容易，这就提高了电池的容量。此外，锂元素化合态在自然界中含量较少,属于稀有金属元素，价格较贵。而铝元素是地壳中含量最高的金属元素。

威立数据库旗下国际著名期刊《先进材料》在线发表了这一铝离子电池正极材料，于馨智、王斌为共同第一作者。

在实验中，这一铝离子电池在0摄氏度——80摄氏度的温度范围内都表现出优异的性能：10000次循环无衰减，容量高达148毫安时/克（mAh/g），充电80秒可以持续放电超过3100秒。在国际上也是首次实现了铝离子电池10000次循环后容量仍高于100毫安时/克。这一优异性能有望使铝离子电池广泛应用于公共交通和便携设备中。