中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：雖然現(xiàn)在大多電池研究重心都在鋰離子技術(shù)，但有望改寫(xiě)電池游戲規(guī)則的生力軍也陸續(xù)冒出，就好比澳洲新南韋爾斯大學(xué)近期已為鋁離子電池打造全新電極結(jié)構(gòu)，有效提高電極電化學(xué)性能與穩(wěn)定性，可望加速該技術(shù)商業(yè)化進(jìn)展。
鋰離子電池是當(dāng)前使用范圍最廣的電池之一，從手機(jī)、3C 產(chǎn)品到電動(dòng)車(chē)或是大型儲(chǔ)能電廠，鋰離子電池可說(shuō)是無(wú)處不在，然而該技術(shù)也不是完美無(wú)缺，除了使用壽命短、成本較高之外，其安全性問(wèn)題一直以來(lái)也為人詬病，這讓不少新型電池技術(shù)有機(jī)會(huì)挑戰(zhàn)鋰離子電池目前的地位。
鋁離子電池為備受看好的儲(chǔ)能新星，科學(xué)家看中鋁含量多，地殼中含量居金屬首位、占地殼總量 8.3%，再加上由于鋁擁有多種氧化還原形態(tài)，其理論體積容量也相當(dāng)高。
但鋁離子電池至今尚未量產(chǎn)也不是沒(méi)有原因。雖然鋁離子電池運(yùn)作方式跟鋰離子電池很像，放電時(shí)鋁離子會(huì)從陰極移動(dòng)到陽(yáng)極、充電時(shí)再回到陰極，只可惜科學(xué)家一直苦于找不到低成本又高效的電極。
而澳洲新南韋爾斯大學(xué)的突破性技術(shù)在于新電極結(jié)合石墨與有機(jī)分子，以往科學(xué)家都沒(méi)有在電極中加入有機(jī)化合物，團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)教授 Dong-Jun Kim 博士表示，研究將氧化還原巨環(huán)化合物（macrocyclic compound）當(dāng)作活性材料，成功設(shè)計(jì)出全新的可充式鋁電池電極。
根據(jù)團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《Nature Energy》的論文，該材料會(huì)讓電極形成層狀超結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可逆插入與萃取陽(yáng)離子型鋁復(fù)合物（aluminium complex），且該電極也具有出色的電化學(xué)性能與穩(wěn)定性，循環(huán)逾 5000 次后仍能穩(wěn)定運(yùn)作。
巨環(huán)化合物──石墨電極也能進(jìn)一步提升電極的比容量、電導(dǎo)率和表面負(fù)載，Kim 指出，新結(jié)構(gòu)對(duì)于研究電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的科學(xué)家來(lái)說(shuō)意義重大，只不過(guò)目前研究仍處于早期階段，團(tuán)隊(duì)還需要再多加改進(jìn)。未來(lái)在繼續(xù)研究鋁離子電池的同時(shí)，也會(huì)關(guān)注其他電池技術(shù)的潛力，并嘗試將氧化還原有機(jī)分子用于鋁、鎂、鋅和鈣等電池。
目前澳洲新南韋爾斯大學(xué)已成功在鋁離子電池研究有所進(jìn)展，并為低成本儲(chǔ)能技術(shù)開(kāi)辟另一種可能，但這項(xiàng)技術(shù)何時(shí)能跨出實(shí)驗(yàn)室，現(xiàn)在還不好說(shuō)。
