新款千瓦級石墨烯基鋁空氣電池可攻克熱逃逸難題

據(jù)外媒報道，金屬－空氣電池（metal－air batteries）已引起了業(yè)內(nèi)的特別關(guān)注，因為其能量密度高、裝配成本低、環(huán)保、無毒性、使用壽命長、放電時間長、可回收性（recyclability）高、溫度公差寬。

金屬－空氣電池已被廣泛應(yīng)用于電動車（插電式混動車及純電動車）及儲能裝置（智能電網(wǎng)）中，還能被用作應(yīng)急電源。

與其他電池技術(shù)類似，金屬－空氣電池也存在許多科研與技術(shù)難題，主要問題在于陰極動力學反應(yīng)遲滯（sluggish kinetics）、陽極能效利用率低（因金屬氧化物、氫氧化物或其他物質(zhì)在陽極表面積聚而導致的嚴重鈍化）、自放電（self－discharge）與腐蝕、劣質(zhì)空氣陰極結(jié)構(gòu)引起的過電位高、極化電阻（polarization resistance）大、系統(tǒng)散熱失控，導致長期運行故障、實際能量密度及應(yīng)用受限。

浙江省石墨烯應(yīng)用研究重點實驗室（Key Laboratory of Graphene Technologies and Applications of Zhejiang Province）與先進鋰電池工程師實驗室（Advanced Li－ion Battery Engineering Lab）的研究團隊率先研發(fā)了一款千瓦級（kilowatt－scale）鋁空氣電池，該電池采用了高效的石墨烯基催化劑，利用石墨烯添加劑提升了空氣陰極結(jié)構(gòu)（air cathode structure）及自主研發(fā)的鋁合金陽極，綜合性電化學性能表現(xiàn)十分出色。

優(yōu)化該款工業(yè)設(shè)計及系統(tǒng)整合方案后，該電池可被用于攻克熱逃逸（thermal runaway）問題。

該機構(gòu)發(fā)布了近20篇研究論文，并申請了20多項有關(guān)鋁空氣電池的技術(shù)專利。

該研究團隊論證了千瓦級石墨烯基鋁空氣電池系統(tǒng)，其能量密度高、電池容量高達20 kWh，電量輸出國高達1000 W。

該款電池系統(tǒng)可同時為電視機、臺式計算機、電風扇及60瓦燈泡持續(xù)供電20多個小時。

該研究團隊還建立了實驗室生產(chǎn)線，目前還在研發(fā)一款5kW的鋁空氣電池。

作者李文龍