動力電池的最新究成果曝光：僅 18 秒，就可實現(xiàn)充滿。成本僅為主流鋰離子池的六分之一，文已發(fā)表在 Nature 雜志上。這種電池在低時能正常使用、溫下也能保持穩(wěn)。負責此項專利術(shù)的教授之一，成立一家電池公，并獲得專利授。目前公司已融 810 萬美元（約合人民幣 5581 萬）。值得一提的是，包北京大學等在內(nèi)國內(nèi)高校學者，都是這次突破性展的研究團隊成。剩下的問題：種快充、成本更、更安全的電池會影響當下動力池格局嗎？什么的電池根據(jù)研究果，這種雙向、充鋁-硫?qū)僭仉姵爻杀镜椭撩壳?時 8.99 美元（約合人民幣 62 元），是目前鋰離子電池成的 12%-16%。這種電池的預(yù)計電池極能量密為 526Wh / I，與石墨-NMC622 等鋰離子電池能量度相當。同時不要額外的主動冷系統(tǒng)，還可以避熱失控和防止火。并且?guī)缀醪粫?枝晶形成，進而止電池短路。怎實現(xiàn)的？首先，型電池的原材料量豐富，且廉價這種新型電池正是硫?qū)僭?，?硫和硒。負極是，電解質(zhì)是由 NaCl-KCl-AlCl3 組成的熔融氯鋁酸鹽眾所周知，鋁是球上最豐富的金元素。同時，硫素、NaCl、KCl、AlCl3 也都是常見的化學物質(zhì)。并且本研究表明，即使用類似食品包裝箔等劣質(zhì)鋁制作極，也不會影響池性能。這些因都大大降低了電成本。其次，作電解液的堿金屬鋁酸鹽熔體比一熔鹽系統(tǒng)共晶點得多，約為 93oC。這保證電池在類似 110oC 的低溫情況下也能運行，同時使用中還能保持自熱”，通過恰隔熱就能維持自溫度。這意味著需要主動冷卻系。而由于熱效應(yīng)一般的鋰離子電都需要冷卻系統(tǒng)讓電池保持在最運行溫度，提高率。同時，即使度超過 500°C，熔鹽電解質(zhì)仍然具有熱穩(wěn)定性非揮發(fā)性，不會高溫下汽化導致池爆炸、起火。且，熔鹽電解質(zhì)了熔點低還有另一個好處：防止池短路。這是因電解質(zhì)中的 Al3 + 具有去溶劑化的特點，可防止鋁枝晶生成以及最重要的，種新型電池具有好的循環(huán)穩(wěn)定性因此可以快充。又是怎么實現(xiàn)的研究原理論文中要展示了鋁硒電和鋁硫電池的性。實驗顯示，在 NaCl-AlCl3 電解質(zhì)（熔點約為 115°C）中，鋁硒電池即使在 180°C 下的放電反應(yīng)也很平穩(wěn)，平均壓約為 0.88V。同時，在把放電時間縮短至 5 小時、或者 2 小時充滿電的速率下，鋁硒電池 50 個循環(huán)后也沒有電壓衰減電池容量能維持 300mAh / g。當滿電時間縮短至 18 秒，鋁硒電池容仍保持在 75mAh / g。作為對比，一般鋁屬電極，電解質(zhì)使用 EMIC–AlCl3（EMIC：1-乙基-3-甲基咪唑氯化物）。而 EMIC–AlCl3 電池在滿電時間短至 6 分鐘（10C）及以下時，電池容量已經(jīng)近于 0。研究人員還通過改變充速率，發(fā)現(xiàn)鋁硒池在滿電時間為 2 小時（C / 2）的情況下，可逆容量為 520mAh / g；6 分鐘時為 190mAh / g；18 秒時為 75mAh / g。對于鋁硫電池來說，在 NaCl–KCl–AlCl3 電解質(zhì)中（共晶溫度為 93°C），運行溫度可達 110°C，電池容量為 525mAh / g。放電時間恒定在 2 小時的情況下，硫電池即使充電率提高，滿電時縮短至 6 分鐘，電池容量仍能持在 500mAh / g。當滿電時間縮短至 18 秒，鋁硫電池容量仍保持在 210mAh / g。相比之下，使用 EMIC–AlCl3 電池在滿電時間縮短至 72 秒，溫度升高后，電池容量近于 0。并且，在論文設(shè)定的循方案下，鋁硫電可在高充電率（電時間為 6-12 分鐘）和超高充電率（滿電時為 36-72 秒）下維持數(shù)百循環(huán)。同時，熔電解質(zhì)中的 Al3 + 離子沉積在動力學上占有勢，因此這種新電池充電比放電容易實現(xiàn)更高性。研究團隊本文要由北大的龐全團隊和麻省理工院 Sadoway 課題組共同完成研究。研究人還來自武漢理工學、云南大學、易斯維爾大學、鐵盧大學、阿貢家實驗室等研究構(gòu)。論文一作是全全，目前是北大學材料科學與程學院助理教授和博士生導師。科就讀于華中科大學材料科學與程學院，碩士和士就讀于滑鐵盧學化學系，以及省理工學院材料學與工程系博士。2020 年，龐全全受聘于北大學工學院能源資源工程系。同，龐全全入選跨科領(lǐng)域全球高被科學家名單?！?龐全全的部分代論文龐全全在鋰電池、鋰金屬電、電解質(zhì)、熔融電化學等領(lǐng)域共發(fā)表 20 余篇論文，刊登在 Nature Energy、Joule 等化學及能源期刊上，總引數(shù)超過 7000 次。唐納德?薩多威（Sadoway），是麻省理工學院材料科學工程系的教授，要研究非水介質(zhì)的電化學，包括鹽、低溫電解質(zhì)物理化學和電化。2020 年，薩多威獲得麻省工學院能源計劃供的種子基金資。2022 年，薩多威憑借液態(tài)屬電池獲得歐洲明家獎。并且，多威和 Luis Ortiz 共同成立了電池初公司 Avanti，薩多威擔任首席科學顧問。公已獲得這篇鋁-硫?qū)僭仉姵卣撐?究的專利。在去 4 月，公司完成 A 輪融資，融資金額為 810 萬美元（約合人民幣 5581 萬）。投資公司包括比爾蓋茨的 Breakthrough Energy，埃尼集團（世界七大石油團公司之一）的險投資子公司 Eni Next。薩多威表示，目公司的首要任務(wù)證明鋁-硫?qū)僭仉姵乜梢源笠?guī)模作，然后進行一列壓力測試，包運行數(shù)百個充電期。除了用作動電池，較小規(guī)模鋁-硫?qū)僭仉姵剡€可用于電動汽充電樁，降低建成本和增加充電度。并且這種電也可以為單個家或中小型企業(yè)供，存儲容量約為十千瓦時。薩多說，這篇研究論的意義在于提醒們：“如果愿意入時間和金錢，有比鋰離子電池好、更便宜、更全的技術(shù)可供研?！盢ature 論文原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-04983-9本文來自微信公眾號：智能車考 （ID：AI4Auto），作者：有據(jù)無?