Peking: Kinesiska forskare har utvecklat ett lågvikts- och lågkostnadsbatteri som presterar bättre än de litiumjonbatterier som för närvarande driver smartphones och andra mobila enheter. Det nya dubbla aluminium-grafitbatteriet (AGDIB) utvecklat av kinesiska vetenskapsakademins forskare minskar avsevärt vikt, volym och tillverkningskostnader, samt högre energitäthet jämfört med litiumbatterier med vanliga joner (LIB).
AGDIB:s elektrodmaterial består enbart av miljövänligt lågprisaluminium och grafit, medan dess elektrolyt består av vanliga litiumsalter och karbonatlösningsmedel. Denna upptäckt är särskilt viktig med tanke på den växande efterfrågan på batterier och befintlig LIB-teknik, som närmar sig sina gränser när det gäller specifik energi (i vikt) och energitäthet (i volym).
LIB:er används ofta i bärbar elektronik, elfordon och förnybara energisystem. Omhändertagande av batterier orsakar stora miljöproblem, eftersom de flesta batterier innehåller giftiga metaller i sina elektroder. “Jämfört med konventionella LIB:er visar denna typ av batteri (AGDIB) en klar fördel när det gäller tillverkningskostnad (cirka 50 % lägre), specifik densitet och energitäthet”, säger TANG Yongbing, ledande forskare.
AGDIB-mekanismen följer en dubbeljonlegerings-/interlacing-process. Vid laddning interkaleras anjonerna i elektrolyten i grafitkatoden, medan litiumjonerna i elektrolyten avsätts i aluminiumelektroden för att bilda en legering. Urladdning är det omvända till laddning, där både anjoner och litiumjoner diffunderar tillbaka in i elektrolyten.
Eftersom aluminiummotelektroden i AGDIB fungerar som anod och strömavtagare samtidigt, reduceras egenlasten och dödmassan för AGDIB kraftigt, vilket resulterar i ett batteri med både hög specifik energitäthet och hög massenergi. AGDIB visar verklig potential för storskalig tillämpning i både elektronik och elfordon.
Den framgångsrika kommersialiseringen av detta nya batteri har stor potential att avsevärt förbättra prestandan hos bärbara elektroniska enheter, elfordon och förnybara energisystem, säger forskarna. Studien publicerades i tidskriften Advanced Energy Materials.
. .
…
