史丹佛大學的科學家在今年4月出版的Nature科學雜誌上發表全新的鋁電池技術,可在一分鐘內將手機的電力充飽,使用壽命超越傳統的鋰電池,而且還更便宜、更安全。

帶領此一研究團隊的史丹佛化學教授Hongjie Dai表示,他們所研發的可充電鋁電池可能取代既有的電池,像是不環保的鹼性電池或是偶爾會冒火的鋰電池,此款新的鋁電池就算被鑽透也不會著火。

鋁離子一直是個頗具吸引力的電池材料選項,主要是因為它的低成本、不易燃,與高容量等特色。迄今開發鋁電池的關鍵挑戰在於找到可在反覆充電與放電後還能產生足夠電壓的材料。Dai說明,鋁電池是由兩個電極組成,一是基於鋁離子的陽極,另一為陰極。大家一直在實驗採用各種材料的陰極,但他們偶然間發現使用石墨就可解決,並找到一些可提供良好成效的石墨種類。

此一新的電池不但沒有著火之虞,而且在1分鐘就可充電完畢,可重覆充電次數高達7500次,遠遠超越鋰電池的1000次。此外,鋁的成本比鋰低,還可彎可折,可應用在更具彈性的電子裝置上。

其實還有其他實驗室也在開發鋁電池,但這些鋁電池可能只能重覆充電100次,或是所產生的電壓不高。Dai說,有數百萬名消費者使用1.5伏待的AA與AAA電池,但該團隊所開發的鋁電池可產生約兩伏特的電壓,也高過任何現有鋁電池的成就。

目前鋰電池仍佔優勢之處即在於它所產生的電壓是鋁電池的兩倍,但Dai認為,藉由改善陰極材料就能克服這問題。除此之外,鋁電池的成本、安全性、充電速度、彈性,與壽命都優於鋰電池,很有機會成為電池界的明日之星。(編譯/陳曉莉)


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