北京大学团队研发出长寿命高性能熔盐铝电池
文章导读
你是否想过，一种低成本、高容量的电池竟能循环7000次以上？北京大学庞全全团队最新研发的熔盐铝电池，通过创新性引入氮化钛/碳复合载体，彻底抑制了铝枝晶生长，破解了困扰该类电池多年的安全与寿命难题。实验显示，其在高电流下仍可稳定运行超850小时，全电池循环寿命突破7000次，且容量保持优异。更关键的是，团队已成功制备出安时级软包电池，迈出实用化关键一步。这项发表于《美国化学会纳米》的成果，或将重塑未来大规模储能格局。
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10月20日，据《美国化学会纳米》（ACS Nano）杂志报道，北京大学材料科学与工程学院庞全全研究员团队开发了一种氮化钛/碳（TiN/C）复合载体作为电池阳极，通过引导铝均匀沉积，从根本上解决了熔盐铝电池的枝晶问题，实现了电池的长寿命和高安全性。
熔盐铝电池因其铝阳极具有低成本、高容量的优势，在电网级储能领域具备良好的应用前景。然而，铝枝晶在电沉积过程中容易因不均匀生长而引发电池安全与稳定性问题。为解决这一难题，研究团队设计了一种氮化钛/碳（TiN/C）复合膜电极，利用TiN材料的亲铝特性，引导铝实现均匀成核与平面生长，从而有效抑制枝晶形成。实验结果表明，基于该电极的对称电池在电流密度10.0毫安/平方厘米（mA/cm2）和面容量5.0毫安时/平方厘米（mAh/cm2）下可稳定循环超过850小时，并在电流密度高达30.0 mA/cm2下仍保持优异的倍率性能。将其作为阳极组装成的铝石墨全电池，在2.0 安/克（A/g）条件下循环寿命超过7000次，即使在倍率高达5.0 A/g下容量仍能保持在72.2 毫安时/克（mAh/g）。为进一步验证其实际应用潜力，团队成功研制出安时级别的熔盐铝石墨软包电池。该研究成果为突破熔盐铝电池阳极的技术瓶颈提供了可行路径，对推动高性能、低成本储能系统的发展具有重要意义。
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