近日，浙江大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系高超教授研究團(tuán)隊(duì)研制出一種新型鋁—石墨烯電池，該電池的正極是石墨烯薄膜，負(fù)極是金屬鋁，只需短短幾秒時(shí)間就能完成充電，可以實(shí)現(xiàn)“充電5秒鐘，通話兩小時(shí)”。

此項(xiàng)也被發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《ScienceAdvances》上，據(jù)研究團(tuán)隊(duì)介紹，他們研究新型鋁—石墨烯電池的目的，就是為了替代目前的鋰電池。我們的智能手機(jī)等設(shè)備都在使用鋰電池，這種電池壽命有限，在低溫和高溫環(huán)境下的性能也不是很穩(wěn)定，一般在使用一至兩年后續(xù)航能力就會(huì)逐漸降低。

浙大研發(fā)的這款電池有何“超級(jí)”之處呢？首先是耐低溫，該電池可在-40℃到120℃環(huán)境中工作。在-30℃的環(huán)境中，可以實(shí)現(xiàn)1000次充放電性能不減；其次是耐高溫，在100℃的環(huán)境中，可實(shí)現(xiàn)4.5萬次穩(wěn)定循環(huán)；還有超長使用壽命，經(jīng)歷25萬次循環(huán)，該電池仍能保持91%的性能。據(jù)研究人員測算，如果用于智能手機(jī)，就算每天充電10次，也能使用近70年。

據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人高超教授介紹，斯坦福大學(xué)戴宏杰教授的課題組在2015年時(shí)發(fā)表了一篇論文，文中提出采用高溫裂解石墨泡沫來制作電池正極的方法，以研發(fā)高效能鋁離子電池。他們受到該理論的啟發(fā)，開始進(jìn)行新型電池的研發(fā)。

在選擇負(fù)極材料時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)鋁作為地殼中含量最豐富的金屬元素，成本低廉而且狀態(tài)穩(wěn)定，可以大規(guī)模用于電池的制備，但是由于一直未能找到與之匹配的正極材料，使得多年來鋁電池的性能難無法發(fā)揮出來。

石墨烯出現(xiàn)后，該問題終于得到了解決。研究人員表示，電池性能的關(guān)鍵取決于電子和離子在正負(fù)極間的活躍狀態(tài)，市面上的快充手機(jī)的確可以快速充電，但是實(shí)際的續(xù)航時(shí)間并不是很長，而他們的新型鋁—石墨烯電池最高可以達(dá)到1.1秒充滿電。

在商業(yè)化應(yīng)用方面，由于目前電池還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，實(shí)現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)還需解決多個(gè)技術(shù)難題，研究人員正在加緊研發(fā)，爭取早日面世。