資訊來(lái)源：南(nán)方都(dōu)市&♣£(shì)報(bào)　http://epaper.oeee™↓©e.com/epaper/A/html/2015-04/10/con↑ tent_3406765.htm?div=-1

　　29歲的(de)魯兵(bīng)安昨早六點在斯坦福✘×‍±大(dà)學化(huà)學系實驗室開(kāi)始了(le)實驗，他(tā€ Ω )和(hé)團隊成員(yuán)正在完善一(yī)種前所未有(yǒu)γ≠✔的(de)電(diàn)池：陽極是(shì)鋁，陰極是(shì)石墨，電(diàn)池可(kě ​)以随意彎折，向內(nèi)鑽孔不(bù)會(huì)起火(huǒ)。手機(j×$♣εī)外(wài)接上(shàng)這(zhè)種電(diàn)池設備✘±♦₽，不(bù)到(dào)一(yī)分(fēn)鐘(zhōng)就(jiù)能(néng)充滿電→€↕"(diàn)。這(zhè)個(gè)令人(rén)期待的(÷↕γ≤de)新型電(diàn)池被稱為(wèi)快(≈★→→kuài)速充放(fàng)電(diàn)鋁離(lí)子(zǐ>γ→)電(diàn)池，研發結果在近(jìn)日(rì)的(de)《自(zì)然》雜(zá)志(zh와↔)上(shàng)在線發表，來(lái)自(±λΩλzì)湖(hú)南(nán)大(dà)學的(de)副教授魯兵(bīng)安®¶•作(zuò)為(wèi)共同第一(yī)作(zuò)者備受關注。但(dàn)何時(shí)≤π♥♥能(néng)用(yòng)上(shàng)充電(diàn)快(kuài)還(hái)不(bù'‍)怕自(zì)燃的(de)鋁離(lí)子(zǐ)電(diàn)池，時(s‍"∑hí)間(jiān)還(hái)尚未可(kě)知(zhī)。

    反↑✔∑常實驗取得(de)突破

    電(diàn)池被廣泛用(yò∞ ♣ng)于我們的(de)生(shēng)活，目前，市(shì)面上(shàng)‍Ωπ常見(jiàn)的(de)電(diàn)池包括锂離(lí)子(zǐ≥≥≤)電(diàn)池和(hé)堿性電(diàn)池，但(dàn)堿性電(diàn)池因含有(yǒ&≥♣u)鉛汞等原料有(yǒu)污染環境的(de)危險，手機≤≥§(jī)等電(diàn)器(qì)中頻(pín)繁使用(yòng)的(de)锂離(₽₽lí)子(zǐ)電(diàn)池也(yě)不(bù)乏缺‌→™陷：容量低(dī)、壽命短(duǎn)，高(gāo)溫 β&​或碰撞時(shí)容易自(zì)燃或爆炸，一(yī)度被飛(fēi)機(jī)貨艙“拒載”±δ☆φ。

   &nb β→¥sp;科(kē)學界一(yī)直緻力于研究替代品或升級品。可(kě)充電(d '<iàn)鋁電(diàn)池30年(nián)₹♠來(lái)一(yī)直處于概念階段，鋁電(diàn)池正極材料易被腐蝕、不(bù)能(n逶σng)有(yǒu)效放(fàng)電(diàn)等難題難以突破。∏↕

    2013年(nián)6月(yuè)，斯坦福大(​®÷♥dà)學化(huà)學系戴宏傑教授的(de)課題組啓動了(le)科(kē)研項目，計$  (jì)劃做(zuò)一(yī)個(gè)能(néng)充放(fàng)∑Ω電(diàn)的(de)鋁電(diàn)池。

   &n♦Ω bsp;去(qù)年(nián)5月(yuè)，湖(hú)南(nán)大(d✔✘☆Ωà)學物(wù)理(lǐ)與微(wēi)電(diàn)子(zǐ)科&©δ‍(kē)學學院副教授魯兵(bīng)安以訪問(wèn)學者的(de)身(↑'≈♦shēn)份去(qù)美(měi)，他(tā)加入了(l₽λe)這(zhè)個(gè)由6個(gè)₩α華人(rén)年(nián)輕研究者組成 σε的(de)團隊，繼續攻克鋁離(lí)子(zǐ)電(dià÷$ ₹n)池。

    “當時(shí)我們手工$σ(gōng)做(zuò)了(le)上(shàng)百個(≠‍gè)電(diàn)池，但(dàn)都(dōu)沒有(yǒu)成功，大(dà ✔≈↓)家(jiā)都(dōu)快(kuài)放(fàng)棄了(le)”，魯兵(bīnσσλg)安回憶說(shuō)，“2014年(nián)6月(yuè)一(yī)天晚上( φ♥shàng)12點，我冒著(zhe)毀壞設備的(de)危險，反常理(lǐ)€÷地(dì)實驗了(le)下(xià)大(dà)電(diàn)流充放(fà÷₽ng)電(diàn)，居然成功了(le)。”

    在魯兵(•♦∏bīng)安的(de)那(nà)次反常實驗後，課題組有(yǒu)了(↔®© le)更明(míng)确的(de)目标，經過後續無數($®shù)次實驗，他(tā)們取得(de)突破性成果，并在《自(zì)然》雜↓≠(zá)志(zhì)發表了(le)論文(wén)。

    《自(zì)然》雜(zá)志(¥​¥​zhì)認為(wèi)該研究成果首次實現(xi<γ≈$àn)了(le)可(kě)充電(diàn)鋁離(lí)子(zǐ)液體(tǐ)電(dià  n)池，可(kě)應用(yòng)于現(xiàn)代各種電(diàn) €✘子(zǐ)設備從(cóng)而改善人(ré®←βn)類的(de)生(shēng)活方式。

    一(yī)分(fēn)鐘(zhōng)能(n✔£éng)充滿電(diàn)？

    在斯坦福大(dà)學實驗室公開(kāi)的(de)<∑©★視(shì)頻(pín)中，一(yī)隻沒電(diàn)的(de)手機(jī)₩©，外(wài)接上(shàng)可(kě)以折疊的(de)口袋樣的(de)鋁離←☆×(lí)子(zǐ)液體(tǐ)電(diàn)池，★"顯示充電(diàn)的(de)綠(lǜ)色迅速蹿升滿格，而整個(gè)充電(¶≥←diàn)過程中，時(shí)間(jiān)停在12點41↔↑分(fēn)并沒有(yǒu)變化(huà∑§)。

   &nbπ¶sp;“過去(qù)在iPhone等使用(yòng)锂電(diàn)池的(de→☆)手機(jī)上(shàng)，需要(yào)1個(gè)小(xiǎo)時(shí)才能(nλ₽♦≤éng)完成的(de)充電(diàn)量，在鋁電(diàn)池上(shàng)1©λ分(fēn)鐘(zhōng)即可(kě)完成”，魯兵(bīδ>σ÷ng)安介紹說(shuō)，今後，鋁電(diàn)池充電(diàΩ n)1小(xiǎo)時(shí)，手機(jī)使用(yòng)三四天不(bù)再是(shì)假想。•≤

    他(tā)們的(de∞←)實驗證明(míng)，鋁電(diàn)池的(de)壽命更長(cháng)。鋁±λ±↕電(diàn)池循環7500次後，容量幾乎沒有(yǒu)衰減。而普通(γ tōng)锂電(diàn)池的(de)循環壽命一(yī)般♦₹☆±為(wèi)300次。

    最近(jì&≈€n)多(duō)家(jiā)航空(kōng)公司規定，禁止在客機(jī)上(shàn ₹☆g)整批運輸锂離(lí)子(zǐ)電(diàn)池，锂電(diàn)池容易‍★♥♥成為(wèi)火(huǒ)災隐患這(zhè)©£≤一(yī)問(wèn)題再次被重視(shì)，但(dàn)實驗≤←室中的(de)鋁離(lí)子(zǐ)電(diàn)池卻不(bù)怕火(huǒ)。實驗★§展示視(shì)頻(pín)中，一(yī)根電(dià₹γ​n)鑽鑽入正在使用(yòng)中的(de)鋁電(d≥©€iàn)池，電(diàn)池沒有(yǒu)燃燒，仍能(≥>néng)繼續工(gōng)作(zuò)。

    魯兵(bīng)安介紹，即便把鋁電(diàn)池÷‍£放(fàng)到(dào)火(huǒ)上(shàng)烤，也(yě)不(bù)會(hεφ'γuì)出現(xiàn)爆炸的(de)情況。這(zhè)是(shì)因為(wèi)電(diàn)≈✘∏池內(nèi)部的(de)等離(lí)子(zǐ)電(diàn)解液不(®™$bù)會(huì)燃燒，鋁和(hé)石墨也(yě)不&γ(bù)易燃燒，因此這(zhè)種鋁電(diàn)池非常安全。

    斯坦福大(dà)學‍φ¥♦參與此項研究的(de)學生(shēng)龔明(míng)在實∑¶驗中展示了(le)電(diàn)池的(de)靈活性，他(∞₩€Ωtā)首先點亮(liàng)一(yī)隻LED燈，并且不(bù)斷彎折電≤ ✘(diàn)池，盡管電(diàn)池被彎折γγ了(le)，LED燈卻還(hái)亮(liàng)著(zhe)。

    龔明(míng)×γ₽×介紹說(shuō)：“我們在智能(néng)手機(jī)裡(lǐ)放(f$♠≠♦àng)兩個(gè)這(zhè)樣的(de)電(diàn)池，隻要(yào)有(y∏ ☆γǒu)了(le)可(kě)彎折的(de)屏幕，再加上(sh♣βλàng)可(kě)彎折的(de)電(diàn)池，我們就(jiù)£≈≈可(kě)能(néng)擁有(yǒu)可(kě)以彎折的(de)智能(néngε∞®)手機(jī)。”

    安全、壽命長(cháng✔φγ)、快(kuài)速充電(diàn)慢(màn)速放(fàng)電(diàn)……能(nδ'₩éng)夠聚合這(zhè)些(xiē)優點，源于斯坦福大(dà♠δ↓)學戴宏傑課題組找到(dào)了(le)合适的(de)材料。

    ₽•∞;課題組負責人(rén)戴宏傑教授說(shuō)：“人(rén)們以前嘗試過各種不♦'(bù)同類型的(de)陰極材料，但(dà>§★•n)是(shì)在這(zhè)次實驗中我們偶然發現(xiàn)了(le)一(yī)個(gè)簡單✘ ¶€的(de)解決方案就(jiù)是(shì)使≠¶ ↑用(yòng)石墨，它幾乎完全以碳作(zuò)為(wèi)基礎®±材料。”

    鋁離(lí)子(zǐ)電(diàn)池的(‌‌™☆de)研究團隊，用(yòng)三維石墨作(zuò)為(w$✘δ↔èi)電(diàn)池正極材料，并用(yòng)一(yī)種相(xiàng)當于鹽溶液的(d→• e)離(lí)子(zǐ)液體(tǐ)作(zuò)為(wèi)電(d>∞≈iàn)解液，從(cóng)而解決了(le)鋁電(diàn)≠♠池研究在材料上(shàng)的(de)瓶'β☆頸問(wèn)題，由于三維石墨優良的(de)導電(diàn)性能(néng)和(hé)巨大(dà)  §的(de)比表面積，能(néng)夠極大(dà)地(dì)縮短(duǎn)電π♣→¥(diàn)池的(de)充電(diàn)時(shí)間(jiān)。

    原型電(diàn)$←λ池仍待改良

    但(dàn)現(x↑×iàn)實中，可(kě)快(kuài)速充電(diàn)的(d¥↑e)電(diàn)池要(yào)到(dào)“手機(jī•★☆ε)黨”的(de)手裡(lǐ)，還(hái)需要(yào)更長(cháng)的λ>↕¶(de)時(shí)間(jiān)和(hé)更多(duō)的(de¥↑α)投入。魯兵(bīng)安介紹說(shuō)，現(xiàn)在的↔★(de)鋁電(diàn)池還(hái)隻是(shì)原型産品，如(rú)果要(y¥ ào)商用(yòng)，還(hái)需要(yào)更多(duō)的(de)人(rén)≥‌≤加入進來(lái)。例如(rú)，利用(yòng)鋁電Ω≤(diàn)池的(de)柔性特點，設計(jì)各種各樣的(d→"e)可(kě)穿戴設備。

    斯坦福大(dà)學的(de≠∞)公開(kāi)信息顯示，可(kě)充電(diàn)鋁離→™★φ(lí)子(zǐ)液體(tǐ)電(diàn)池已經在美(měi)國(guó)獲得(de)了(le)♣♥↔γ多(duō)項專利保護，并且有(yǒu)多(duō)家(jiā)國(guóφ↔¶)際知(zhī)名企業(yè)緻力于買斷這(zhè↔​)項專利，正在談判中。

    “鋁離(lí)子(zǐ)技(j♠ ì)術(shù)也(yě)提供了(le)一(yī)個(g↑γè)可(kě)以替代一(yī)次性堿性電(diàn)池的(de)環境友(yǒ₽™★u)好(hǎo)型技(jì)術(shù)”，戴宏傑教授表示，但(↑ααdàn)是(shì)鋁離(lí)子(zǐ)電(diàn)‍> ε池的(de)電(diàn)壓也(yě)十分(fēn)需要(yào)改進。

    清華大(dà)學₩≤₽•一(yī)位不(bù)願具名的(de)專家(jiā)認為(wèi)，鋁離(lí)子(zǐ÷​)電(diàn)池是(shì)個(gè)實驗室裡(lǐ)的α∞(de)美(měi)好(hǎo)想象，但(dàn)要(yào)真正應用(yòng)，不(bù)知( ¥zhī)道(dào)在為(wèi)大(dà)容量電(d÷γiàn)器(qì)充電(diàn)時(shí)，是(shì)否還≤≠(hái)能(néng)達到(dào)很(hěn)快(kuà≈≤←i)的(de)速度。

    目φ  前，魯兵(bīng)安和(hé)課題組成員(yuán​←)仍在為(wèi)了(le)鋁電(diàn)池改進加緊實驗，受現(xiàn)有(yǒu)技¶‌÷(jì)術(shù)所限，鋁電(diàn)池産生(shēng)的(de)電(diàn)壓是(shì$↓)一(yī)個(gè)典型的(de)锂電(♠×‍↕diàn)池電(diàn)壓的(de)一(yī)半，目前的(d&☆σe)原型電(diàn)池隻能(néng)産生(shēng)2伏電(♠↔ &diàn)壓，低(dī)于傳統電(diàn)池的(deε✘&§)3.6伏，還(hái)不(bù)能(néng)用(yòng)于手機(jī)，能(néng)量密度↑$ δ也(yě)低(dī)于常規锂電(diàn) "φ池，需要(yào)繼續改良陰極材料。

    不(bù)過，研究團隊表現(xiàn)得(deβ•)很(hěn)有(yǒu)信心。戴宏傑教授說(s✘ ‍±huō)，“提高(gāo)陰極材料質量最終可(k≠≈ě)以增加電(diàn)壓并提高(gāo)能(δ±≥néng)量密度。此外(wài)，我們的(de)電(diàn)池有(yǒu)一(yī∞♣)切你(nǐ)認為(wèi)電(diàn)池應有(yǒu)的(de)特點：電(dià₹§←n)極便宜，安全性好(hǎo)，充電(diàn)快(kuài)，可(kě)彎曲，壽命長(chán→₹♣g)。我認為(wèi)這(zhè)是(shì)一(yī)款還(hái&‌'∑)處在萌芽階段的(de)新型電(diàn)池，很(hěn)振奮人(rén)心。”（記者陳顯玲　λΩ∞∑實習(xí)生(shēng)徐楚函）（潇湘晨報(bào)記者範典對(duìγ↑→β)本文(wén)亦有(yǒu)貢獻）