不容错过！2015年十大前沿电池科技盘点

但剑桥大学研究人员在一份声明中承认，锂-空气电池的商品化还需要"至少10年"，但他们的研究表明，开发这类电池的一些重大障碍是能够克服的。

　　NO.3 斯坦福大学铝离子电池：超快充电 超长寿命

　　4月份，美国斯坦福大学的一个研究小组在国际顶级学术刊物《自然》在线发表了论文《快速充放电铝离子电池》。

　　长期以来，铝电池研究没有实质突破的主要难题在于电池材料。合适的负极材料和电解液材料是确保电池在经过充电、放电的反复周期后仍能运行的关键。研究团队负责人、斯坦福大学化学系华人教授戴宏杰说，他们把石墨作为负极材料，试验确认了几种表现良好的石墨类材料，并用一种相当于盐溶液的等离子液体作为电解液，从而解决了铝电池研究在材料上的瓶颈问题。

　　研究人员表示，由于等离子电解液不会燃烧，铝和石墨也不易燃烧，因此这种铝电池非常安全。研究报告显示，为测试铝电池安全性，研究人员在电池上钻孔，电池没有爆炸燃烧，并仍能运行一段时间。

　　除了高安全性，采用新技术的铝电池在性能方面也有重要突破。比如，铝电池只需1分钟左右就完成超快充电。在试验中，铝电池经过7500多个充电、放电周期，电容量并没有损失。相比之下，其他研究机构的铝电池在经过约100个周期后通常无法再用，而锂电池也只能经受约1000个周期。此外，由于铝和石墨属于柔性材料，使铝电池可以弯曲、折叠而不影响性能。

　　戴宏杰还表示，他们研发的铝电池可以替代易污染环境的碱性电池和有可燃风险的锂离子电池。未来这种铝电池还可用于在电网中储存可再生能源，也可用于电动汽车。

　　不过，目前的铝电池技术还有待进一步改进。其电压仅为传统锂电池的一半，研究小组希望能通过提升正极材料的性能，最终提高铝电池的电压并增加能量密度。

　　而且，由于作为电解液的等离子液体成本较高，这种新型铝电池距离量产还有一定的距离，商业上可行的铝电池也尚未问世。但毋庸置疑的是，铝离子电池前景广阔，如果能及早投放市场，一定会深受消费者喜爱。

　　NO.4 锂硫电池的重大突破：充放电超800次 寿命延长一倍多

　　锂硫电池是以硫元素作为正极、金属锂作为负极的一种电池，其理论比能量密度可达2600Wh/kg，实际能量密度可达450Wh/kg。同时单质硫价格低廉、产量丰富、环境友好，是目前最接近产业化的高比能量电池技术。

　　虽然一直被看成下一代汽车动力的主力，但锂硫电池存在着反复使用不能超过300次的瓶颈。

　　本月，南京工业大学传出消息，该校和新加坡高校合作，在锂硫电池的研发方面取得重大突破。日前，该研究成果发表于国际顶级学术期刊《自然》上。

　　改良升级版的锂硫电池库伦效率大于98%，作为汽车动力电池续航至少能提高至600公里，而且其使用周期即充放电次数从300次提高至了800次。

　　南京工业大学海外人才缓冲基地、先进材料研究院科技创新研发团队博士后蒋建介绍说，"锂硫电池中的硫，在使用的过程中会和溶液进行反应，溶解流失掉。"，因此，这种电池反复使用不能超过300次。如何提高锂硫电池的使用寿命呢？他们想了一个办法，在锂硫电池的关键部位"硫-碳黑复合物"上包裹了一层超薄的过渡金属氢氧化物材料，单层厚度约7纳米。"该超薄材料可与锂离子发生不可逆反应，生成的物质可起到电极保护层的作用，巧妙地克服了传统锂硫电池电极因多硫化物溶解所造成的低充放电效率、短循环周期等诸多问题。"蒋建说。

　　新加坡南洋理工大学物理与应用物理系于霆教授介绍，就世界范围来看，这是首次采用超薄过渡金属氢氧化物材料，对硫-碳黑复合物纳米单元进行微包覆处理，设计并制备了具有长寿命、高库伦效率的正极材料（库伦效率指放电容量与充电容量的比率）。

　　锂硫电池是世界各国竞相研发的尖端技术，其产业化前景被普遍看好。如何大幅进一步提高该电池的充放电循环寿命、使用安全性，将成为锂硫电池产业化发展的关键。

　　NO.5 麻省理工学院半固态锂液流电池：成本仅为三分之一

　　半固态电池是由美国麻省理工学院的研究人员与一家名为24M的衍生公司合作研制出的一种新型半固态液流电池。这一最新技术可以实现全面突破的关键在于混杂作用，从而让科学家们可以实现液体流动电池和传统固体电池的整合，所以研究人员称这种电池为"半固体"。

这一最新研究的负责人、美国麻省理工学院的蒋业明教授表示，他们研制出的锂"半固体"流体电池每单位体积传递的电力是传统电池的10倍。新电池每制造出 1kWh电力的成本为250美元，为现有电池成本的三分之一。而且，充电一次，电动汽车可