研究人员开发了一种新的铝离子电池,可以解决可再生能源储存的关键挑战。它提供了一种更安全、更可持续和更具成本效益的替代现有技术。
新型铝离子电池在测试中表现出非凡的寿命,即使在经过10000次充放电循环后,仍惊人地保持了超过99%的原始容量,即其原始容量损失不到1%。
此外,加上其安全特性和可回收性和高性价比,使其成为储存太阳能和风能等能源的非常有前途的应用价值。
可靠储能的需求日益增长
随着对太阳能和风能等可再生能源的需求迅速增长,开发可靠的储能系统变得至关重要 。
因为大型电池对于将这些间歇性电源整合到电网中以确保即使在没有阳光或风的情况下也能持续提供能源至关重要。然而,现有的电池技术,特别是锂离子电池,有其局限性。
锂离子电池虽然广泛应用于消费电子产品和电动汽车,但生产成本昂贵,不适合大规模储能。此外,它们可能存在火灾隐患,引起安全担忧,特别是对于大型装置。
可充电的铝离子电池有望成为可靠的长期储能系统的潜在替代品之一。
然而,传统的铝离子电池在使用液体电解质时存在性能限制和安全问题。
这些电解质通常由氯化铝组成,对电池组件有腐蚀性,并且对水分高度敏感。这可能会随着时间的推移导致性能下降并带来潜在的危害。
固态电解质的新方法
新开发的铝离子电池通过使用固体电解质克服了这些障碍。这种方法增强了电池的稳定性,并缓解了与液体电解质相关的腐蚀问题。
研究小组在含铝离子的电解质中加入了惰性氟化铝盐,使其变成固态电解质,它促进铝离子的高效运动,同时提供更坚固耐用的结构。
研究人员在建造铝离子电池时,使用氟代碳酸乙烯酯作为界面添加剂,在电极上创建一层薄薄的固体涂层,这可以防止形成会降低电池性能的铝晶体,从而增强电池性能和寿命。
在实验中,电池的耐湿性以及物理和热稳定性得到了增强,使其能够承受来自尖锐物体的反复刺击和高达392华氏度的温度,具有良好的安全性能。
此外,大多数氟化铝可以通过简单的洗涤回收,然后再循环到性能稍有下降的另一种电池中。这意味着这种电池具有友好的环保特点。
虽然这项技术仍处于早期阶段,但它具有巨大的潜力。研究人员的目标是继续改进电池,增加其储能能力,甚至更进一步延长其使用寿命。
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