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台湾工业技术研究院最新研究出手机“铝离子电池”,宣布可在2018 年可以预计量产上市

2017-07-03 17:31:45 来源: 自媒体
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目前台湾工业技术研究院对于手机电池有了最新的进展,成功研发手机了“铝离子电池”。

铝离子电池:以铝离子为基础材料的二次电池,提供了低成本、低易燃性,且具有three-electron-redox 使之有较高能量密度。

铝离子电池的负极的材质是铝、正极的材质是石墨 。放电电压可达 2V、能量密度 70 mAh╱g、库伦效率 (Coulombic Efficiency,CE,电池放电量与同循环过程中的充电量比) 为 98%、在电流密度为 4,000 mA╱g 的条件下,充电速度可快达一分钟以内,且循环寿命高达 7,500次。

在研究的设计上,极材料用的是可挠式的铝箔 (~15-250 μm),能使铝离子电池的实际应用范围更广泛。

铝离子电池的规格相较过往有大幅的进展,并具备锂离子电池没有的优点,铝离子电池提供的电压离日常多数电子产品所使用的 5V 还有一段距离,电池容量也尚未达到锂离子标准 (约为锂离子电池的三分之一)。

本文的负极采用了 Al 代替石墨,这样在电解液上的选择上可以不使用 EC,而显然 EMC 电解液对高压的性能肯定是优于 EMC 的。其次,CV 图可以看到电压平台约从 4-5V,其本质并非一种铝离子电池,而更应归类为「双离子电池」。铝离子电池可以理解为以 AlCl4- 进行扩散和输运,而这里的 dual-ion battery 应该是 Li+ 和 PF6-,而电解液中的离子也是活性物质的一部分。有别于锂离子电池中电解质层主要充当电子传输的介质,双离子电池中电解液可以看作活性物质的一部分,需要提供充足的离子以供反应。

从 70 mAh╱g 提升到 100 mAh╱g,且可以从 2V 提升到 3.8-4.6V 是个亮点。但库伦效率及循环寿命都变差了,这表示距离商品化还有很长的道路要走。三十年来,对于铝离子电池的研究常遭遇到以下问题:

1) 使用一段时间后正极材料碎裂、电池放电电压过低 (0.55V);

2) 电容行为不稳定 (1.1~0.2V或1.8-0.8V);

3) 电容寿命过低,在 100 个循环 (cycle) 内下降程度广为 26-85%;以及

4) 其循环寿命 (cycle life) 小于 100 周期等。

台湾工业技术研究院宣布:该研发的“铝离子电池”可在2018 年可以预计量产上市

BianJi-0056 本文来源:自媒体 责任编辑:BianJi-0056
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