据e科网此前报道，今年3月，中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳团队突破现有电池技术瓶颈，成功研制出一种全新的铝—石墨双离子电池（AGDIB）。该技术一经报发布立刻受到了国际、国内媒体及同行的广泛关注。其工作原理有别于现有传统锂电，且以廉价的石墨作为正极，以铝箔同时作为负极和集流体。与常规锂电相比，该新型电池技术具有成本低、工作电压高、安全性好、能量密度高等明显优势。然而该电池技术的循环稳定性仍有待提升，尤其需要改善铝箔负极在充放电过程中的体积变化问题。

图：新型铝-石墨双离子电池结构及工作原理示意图

近日，唐永炳及其团队成员仝雪峰、张帆等人通过一种简单、可控的方法构筑了一种新型碳包覆多孔铝的复合负极材料。该负极材料极大提高了双离子电池的循环稳定性。相关研究成果《基于碳包覆多孔铝箔负极的高倍率、长循环、高能量密度双离子电池》  在线发表于《先进材料》，并申请1项国际发明专利（PCT/CN2016/081344）。

测试证明：这种新型多孔铝箔/碳复合负极能显著提高铝-石墨双离子电池的综合性能，特别是循环稳定性获得了大幅度提升。循环性能测试发现：电池在2C高倍率下（充电/放电时间约为30分钟）充放电循环1000次后容量保持率高达~90%，远高于目前国家标准（GB/T 18287-2013）对移动电话蓄电池循环寿命的指标要求；并且发现电池同时还具有优异的倍率特性，在3分钟内充满电时，其质量能量密度高达~200Wh/kg，是传统锂离子电池的2倍左右。

实验证实：这种新型多孔铝箔/碳复合负极由于具有三维多孔导电网络，能有效缓解铝箔和锂离子合金化过程中产生的体积膨胀效应，并且能显著提高锂离子的迁移率，从而使电池具有快充快放的特点；而碳包覆层在缓解体积变化效应的同时还有助于形成稳定的固态电解质（SEI）膜，从而进一步提升了电池的循环寿命。该研究成果将有利推动新型铝-石墨双离子电池技术在新能源汽车、便携式电子产品等领域的应用。

文章链接：

Xuefeng Tong, et al, "Carbon-Coated Porous Aluminum Foil Anode for High-Rate, Long-Term Cycling Stability, and High Energy Density Dual-Ion Batteries," Advanced Materials, DOI: 10.1002/adma.201603735

唐永炳研究员简介：

中国科学院深圳先进技术研究院研究员，博导，Email：tangyb@siat.ac.cn

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研究方向：纳米材料的合成、器件制备及应用；功能薄膜材料的制备及产业化应用；新能源材料的研发与应用。

（本文信息来源：深圳先进技术研究院；由e科网整理编辑）

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