資訊來(lái)源：南(nán)方都(dōu)市(shì)報(bào)　∑®http://epaper.oeeee.com/epaper/A/htm♦✘l/2015-04/10/content_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)和(hé↑∏&)團隊成員(yuán)正在完善一(yī)種前所未有(yǒu©≠)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 σ♦(bù)會(huì)起火(huǒ)。手機(jī)外(wài)接上(shàng)這(zφ≤hè)種電(diàn)池設備，不(bù)到(dào)一(yī)分(fēn)鐘(zhōng)就(ji πσλù)能(néng)充滿電(diàn)。這(zhè)個(gè)令人(rén)期待的(de)新型電(d€∑≤←iàn)池被稱為(wèi)快(kuài)速充放(fàng)電(diàn)鋁離(lí←σ)子(zǐ)電(diàn)池，研發結果在近(jìn)日(rì)>←的(de)《自(zì)然》雜(zá)志(zhì)上₽δ✔★(shàng)在線發表，來(lái)自(zì)湖(hú)南(ná‍₩n)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)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↑&(shí)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(yòng)于我們的(de)生☆★£(shēng)活，目前，市(shì)面上(shàng)常見(jiàn)的(de)電(di♠✔∏àn)池包括锂離(lí)子(zǐ)電(di↑​↕àn)池和(hé)堿性電(diàn)池，但(dàn)堿性電(diàn)池因含有(yǒu)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(p퀶 ≤n)繁使用(yòng)的(de)锂離(lí)子(zǐ)♥ε€π電(diàn)池也(yě)不(bù)乏缺陷：容量低(dī)、壽命短(duǎα×n)，高(gāo)溫或碰撞時(shí)容易自(zì)燃或爆炸↑ ，一(yī)度被飛(fēi)機(jī)貨艙“拒載”。

    科(kē)學界一(yī)直緻力于研究替≤¶代品或升級品。可(kě)充電(diàn)鋁電(diàn)池30年(niá€↑♣n)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(néng)有(yǒu)效放(fàng)電(diàn)等難題難以突破←δ™。

    2013年(n✘σián)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(y≤®ī)個(gè)能(néng)充放(fàng)電(diàn)的(de)鋁電(dià≈σ&βn)池。

    去(qù)年(nián)5月(yuè)，湖(h<♣ú)南(nán)大(dà)學物(wù)理(lǐ)與微✘∞®Ω(wēi)電(diàn)子(zǐ)科(kē)學學院副教授魯兵(bīng)安以€π訪問(wèn)學者的(de)身(shēn)份去(qù)美(měi)，他≈π₩÷(tā)加入了(le)這(zhè)個(gè)由6個©≥ε(gè)華人(rén)年(nián)輕研究者組成的(de)團隊，繼續攻克鋁&∑©λ離(lí)子(zǐ)電(diàn)池。

    “當時(shí)÷&我們手工(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(σφ•‌fàng)棄了(le)”，魯兵(bīng)安回憶♦&說(shuō)，“2014年(nián)6月(yuè)一(yī)天晚上(sh♥∏àng)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&"Ωλ放(fàng)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♠₽∏Ω)更明(míng)确的(de)目标，經過後續無數(shù)次實驗，他(λ™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(z>‌↓✔hì)認為(wèi)該研究成果首次實現(xiàn)了(le)可(kě)充電(>♦♣↓diàn)鋁離(lí)子(zǐ)液體(t↔ ♠ǐ)電(diàn)池，可(kě)應用(yòng)于現(xiàn)代↓ε各種電(diàn)子(zǐ)設備從(cóng)而改善人¥<(rén)類的(de)生(shēng)活方式。

    一(yī)分(fēn)鐘(zhōng)能(néβ→ng)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)®♠ β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(fē‍•♥¥n)并沒有(yǒu)變化(huà)。

    “過去(qù)在≠®₹₹iPhone等使用(yòng)锂電(diàn)池♠∏≈Ω的(de)手機(jī)上(shàng)，σβσ需要(yào)1個(gè)小(xiǎo)時(shí)才能(néng)完成的(de)充電(diàn)¶λ量，在鋁電(diàn)池上(shàng)1分(fēn)鐘(zh↕ ōng)即可(kě)完成”，魯兵(bīng☆↕γ)安介紹說(shuō)，今後，鋁電(diàn)池充電(diàn)1小(xiǎo)×≤÷時(shí)，手機(jī)使用(yòng)三四天不(bù)再是(s'™hì)假想。

    他(tā)們的(de)實驗證明(míng)，鋁電‌™(diàn)池的(de)壽命更長(cháng)。鋁電(d∏"εiàn)池循環7500次後，容量幾乎沒有(yǒu)衰減。而普通(tōng)锂電(diàn)池的(d σ•e)循環壽命一(yī)般為(wèi)300次。

   &nλΩ€σbsp;最近(jìn)多(duō)家(jiā)航空( ✘kōng)公司規定，禁止在客機(jī)上(shàng)整批運輸锂離(lí)子(zǐ)電(d≈✘₹iàn)池，锂電(diàn)池容易成為(wèi)火(huǒ)災隐患這(zhΩε ↓è)一(yī)問(wèn)題再次被重視(shì₽λ)，但(dàn)實驗室中的(de)鋁離(lí)子(zǐ)電(dià¶α‍n)池卻不(bù)怕火(huǒ)。實驗展示視(shì)頻(pín)中，‍'×δ一(yī)根電(diàn)鑽鑽入正在使用(yòng)中的(dλ∞e)鋁電(diàn)池，電(diàn)池沒有(yǒu)燃燒，仍能(néng)繼續工(© gōng)作(zuò)。

   &nb¶₹sp;魯兵(bīng)安介紹，即便把鋁電(diàn)池放(fàn€"♥πg)到(dào)火(huǒ)上(shàng)烤，也(yě)不(bù)會(huì)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(bù)易燃燒，因此這(zhè)種鋁電(d↑&♠iàn)池非常安全。

    斯坦福大(dà)學參與此項研究的(d¥λ‌e)學生(shēng)龔明(míng)在實驗中展示了(le)電(diàn)ε‌池的(de)靈活性，他(tā)首先點亮(liàng)一(​♣¶yī)隻LED燈，并且不(bù)斷彎折電(diàn)池，盡管電(diàn)池被彎折了(le)，↔∏LED燈卻還(hái)亮(liàng)著(zhe)₹☆↔α。

    龔​φ明(míng)介紹說(shuō)：“我們在智能(néng)手機(jī)☆∑裡(lǐ)放(fàng)兩個(gè)這(zhè)樣的(de)電(≈♥diàn)池，隻要(yào)有(yǒu)了(le)可(k€ ě)彎折的(de)屏幕，再加上(shàng)可(kě)彎§♠£​折的(de)電(diàn)池，我們就(jiù)可(kě)能(♦λnéng)擁有(yǒu)可(kě)以彎折的'∏σα(de)智能(néng)手機(jī)。”

   &n₽★bsp;安全、壽命長(cháng)、快(kuài)速充電(diàn)慢(màn)速放(fàng®←α∞)電(diàn)……能(néng)夠聚合這(zhè)些(xiē)優點，源于斯坦福大(dà) ₩×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，★σ™但(dàn)是(shì)在這(zhè)次實驗中我們偶然發現(xiàn)了(le)一(yī)®'≠π個(gè)簡單的(de)解決方案就(jiù)是(shì)使用(yòn€​<☆g)石墨，它幾乎完全以碳作(zuò)為(wèi)基礎材料。"<€”

    鋁離(lí)子(zǐ)電(diànαγ₩)池的(de)研究團隊，用(yòng)三維石墨作(zuò)為(wèi)電(×≠γ diàn)池正極材料，并用(yòng)一(yī)種相(xiàng)當于鹽溶液的(de)離(l ←εí)子(zǐ)液體(tǐ)作(zuò)為(w♦≤èi)電(diàn)解液，從(cóng)而解決了(l¥↓☆™e)鋁電(diàn)池研究在材料上(shàng)的(de)瓶頸問€ε<≈(wèn)題，由于三維石墨優良的(de)導電(diàn)性能(n ‌±©éng)和(hé)巨大(dà)的(de)比表面積，能(nén©>€g)夠極大(dà)地(dì)縮短(duǎn)電(diàn)池的(de)充電(diàn±→σ)時(shí)間(jiān)。

    原型電(diàn)池仍待&<改良

    但(dàn)現(x•"σ​iàn)實中，可(kě)快(kuài)速充電(di®αàn)的(de)電(diàn)池要(yào)到(dào)“手機(jī)黨”的(de÷★&‌)手裡(lǐ)，還(hái)需要(yào)更長(cháng)β≠₽ 的(de)時(shí)間(jiān)和(hé)更多(duō)的("≠≤de)投入。魯兵(bīng)安介紹說(shuō)，現(xiàn)在的(deλ≥&)鋁電(diàn)池還(hái)隻是(shì)原型産品，如(rú)‍ ®果要(yào)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(diàn)池的(de)柔性特點，設計<  ‌(jì)各種各樣的(de)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(lí)子(zǐ)液體(tǐ)δ∏電(diàn)池已經在美(měi)國(guó)獲得(de)了(le¶β)多(duō)項專利保護，并且有(yǒu)多(duō)→ε ♥家(jiā)國(guó)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)≤π技(jì)術(shù)也(yě)提供了(le)一(yī)個(gè)可(kě)以替代一←‍α(yī)次性堿性電(diàn)池的(de)環境友(yǒu)好(hǎo)型技(jì)術(shù)>↓”，戴宏傑教授表示，但(dàn)是(shì)鋁離(lí)子(zǐ)電(♣€δdiàn)池的(de)電(diàn)壓也(yě)十分(fēn)需要(yào÷$↓)改進。

   &nbsσ p;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(σπlǐ)的(de)美(měi)好(hǎo)想象，但(dàn)要(yào)真正應用(yòng)，不(✘α✘&bù)知(zhī)道(dào)在為(wèi)大(dà)容量∏™↕電(diàn)器(qì)充電(diàn)時(shí)，是(shì)否還(h$₩π↓ái)能(néng)達到(dào)很(hěn)快(kuà≤₹i)的(de)速度。

    目前，魯兵(bīng)安和(hé)₩γ"≤課題組成員(yuán)仍在為(wèi)了(le)鋁Ω≠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(∏$€≠shì)一(yī)個(gè)典型的(de)锂電(diàn)池電(dià§→λ¥n)壓的(de)一(yī)半，目前的(de)原型電(diàn)池隻能(néng)産生(shēng)€≈2伏電(diàn)壓，低(dī)于傳統電(diàn)池的(de)3.6伏，還(hái)± 不(bù)能(néng)用(yòng)于手機($§jī)，能(néng)量密度也(yě)低(dī)于常規锂電(diàn)池，需要(yào)繼續改良×≥​ 陰極材料。

    不(bù)過，研究團隊表現(≠™δβxiàn)得(de)很(hěn)有(yǒu)信心。戴宏傑教授說(shuō)，“提高(gāo)陰✘ 極材料質量最終可(kě)以增加電(diàn)壓并提高(gāo)能(néng)量密度。此ε♣α外(wài)，我們的(de)電(diàn)池有(yǒu)一(yī)切你β¥↕​(nǐ)認為(wèi)電(diàn)池應有(yǒu)的(de)特點：電(diàn)π≥極便宜，安全性好(hǎo)，充電(diàn)快(kuài)，可(kě)彎曲£∞>，壽命長(cháng)。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'∑λ。”（記者陳顯玲　實習(xí)生(shēng)徐楚函）（潇湘晨報(bào)記者範典對(du≥>ì)本文(wén)亦有(yǒu)貢獻）