用于長期儲(chǔ)存太陽能和風(fēng)能的大型電池是將豐富的可再生能源整合到美國電網(wǎng)的關(guān)鍵。然而，市場目前缺乏安全可靠的電池技術(shù)來支持可持續(xù)清潔能源的發(fā)展。據(jù)外媒報(bào)道，期刊《ACS Central Science》發(fā)表的一篇論文稱，研究人員設(shè)計(jì)出一種符合要求的經(jīng)濟(jì)高效且環(huán)保的鋁離子（Al-ion）電池。ACS為American Chemical Society的簡稱，即美國化學(xué)學(xué)會(huì)。

圖片來源：期刊《ACS Central Science》

鋰離子（Li-ion）電池常見于多種消費(fèi)電子產(chǎn)品，包括電動(dòng)工具和電動(dòng)汽車。這些電池由于能量密度高而被廣泛應(yīng)用。但對(duì)于公用事業(yè)規(guī)模的能源存儲(chǔ)所需的大型電池系統(tǒng)來說，鋰的成本過高，而且鋰離子電池的易燃性會(huì)帶來相當(dāng)大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

可靠的長期儲(chǔ)能系統(tǒng)的潛在替代品包括可充電鋁離子電池。然而，它們最常見的電解質(zhì)液態(tài)氯化鋁會(huì)腐蝕鋁陽極，而且對(duì)水分高度敏感，這會(huì)加劇腐蝕。這兩個(gè)因素都會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)定性差，并且電氣性能會(huì)隨著時(shí)間的推移而下降。因此，Wei Wang、Shuqiang Jiao和同事們希望設(shè)計(jì)一種沒有這些限制的改進(jìn)型鋁離子電池。

研究團(tuán)隊(duì)在含鋁離子的電解質(zhì)中添加了惰性氟化鋁鹽，將其變成了固態(tài)電解質(zhì)。氟化鋁鹽具有三維多孔結(jié)構(gòu)，使鋁離子能夠輕松跳過電解質(zhì)并提高電導(dǎo)率。此外，研究人員在構(gòu)建鋁離子電池時(shí)，使用氟乙烯碳酸酯作為界面添加劑，在電極上形成一層薄薄的固體涂層，以防止形成會(huì)降低電池性能的鋁晶體。

在實(shí)驗(yàn)中，電池的防潮性以及物理和熱穩(wěn)定性得到了增強(qiáng)，使其能夠承受尖銳物體的反復(fù)刺擊和高達(dá)392華氏度的溫度。固態(tài)鋁離子電池的使用壽命也非常長，可持續(xù)10,000次充放電循環(huán)，同時(shí)損失的原始容量不到1%。

此外，大多數(shù)氟化鋁只需簡單清洗即可回收，然后回收用于性能略有下降的另一塊電池。新電池可以降低鋁離子電池的生產(chǎn)成本，延長其使用壽命，從而提高其實(shí)用性。