佐治亚理工学院使用铝箔制造电池可提高能量密度和稳定性

盖世汽车讯 目前，下一代长续航车辆和电动飞机开始进入市场，人们正在加紧寻找更安全、成本更低、更强大、性能优于锂离子电池的电池系统。据外媒报道，佐治亚理工学院的研究人员使用铝箔制造能量密度更高、稳定性更高的电池。这种新电池系统可以延长电动汽车的单次充电续航，而且制造成本更低，同时具有环保性。

此项研究由该校乔治·W·伍德拉夫机械工程学院和材料科学与工程学院(School of Materials Science and Engineering)副教授Matthew McDowell负责。

用铝制造电池的想法并不新鲜。研究人员在20世纪70年代探索铝电池的潜力，但效果并不好。当用于传统的锂离子电池，由于锂离子在材料中出入时膨胀和收缩，铝在数个充放电循环内就会断裂和失效。因此，开发人员得出结论，铝不是一种可行的电池材料。

现在，固态电池进入人们的视野。与采用易燃材料的锂离子电池不同，固态电池采用不易燃的固体材料，有望提高安全性。如本研究所示，固态电池还可以集成新型高性能活性材料。该项目始于佐治亚理工学院团队与全球领先铝制造和回收商诺贝丽斯(Novelis)之间的合作，是佐治亚理工学院诺贝丽斯创新中心(Novelis Innovation Hub at Georgia Tech)的一部分。

该研究团队发现，将铝用作电池负极材料，具有能源、成本和制造方面的优势。但是，在电池测试过程中，纯铝箔很快就会失效。该团队采取不同的方法，没有在铝箔中使用纯铝，而是添加了少量其他材料，以制造具有特定“微观结构”或不同材料排列的铝箔。研究人员测试了100多种不同的材料，以了解它们在电池中的表现。McDowell实验室的博士生Yuhgene Liu表示:“为了开发铝电池负极，需要结合一种材料来解决基本问题。与传统的锂离子电池相比，在固态电池中新型铝箔负极表现出明显更高的性能和稳定性。”

该团队观察到，铝负极比传统负极材料储存的锂更多，因此可以储存更多的能量。最终，研究人员创造出了高能量密度电池，其性能有望超过锂离子电池。McDowell表示:“铝负极可以提高性能，而且极具成本效益。最重要的是，当直接使用箔片作为电池组件，实际上可以省去通常生产电池材料所需的许多制造步骤。”

这为开发更强大的电池技术奠定了基础。Liu表示:“此次铝箔负极研究初步取得成功，为发现其他潜在的电池材料提供了新的方向。这有望为构想更节能、更具成本效益的电池结构开辟道路。”

目前，该团队致力于扩大电池尺寸，以了解尺寸如何影响铝的行为。另外，该团队也在积极探索其他材料和微结构，其目标是为电池系统创造超低成本箔。