近日，中国科学院深圳先进技术研究院研究员唐永炳团队联合香港城市大学教授李振声（Chun-Sing Lee）经过长时间努力，成功研发出一种全新的高效、低成本储能电池。相关论文“A Novel Aluminum–Graphite Dual-Ion Battery”（《一种新型铝-石墨双离子电池》）于3月15日在线发表于《先进能源材料》期刊上（Adv. Energy Mater., 2016, DOI: 10.1002/aenm.201502588），并已申请2项PCT专利（PCT/CN2015/096887；PCT/CN2015/099967）和1项中国发明专利（申请号：201510856238.9）。
为突破现有锂离子电池技术瓶颈，唐永炳及其团队成员张小龙、张帆经过长期研发，成功研制出一种全新的铝—石墨双离子电池（AGDIB）。这种新型AGDIB电池采用廉价且易得的石墨替代传统锂电中高成本且含重金属的过渡金属氧化物或磷酸铁锂作为电池正极材料；采用铝箔同时作为电池负极材料和负极集流体；以常规锂盐和碳酸脂溶剂为电解液。该电池工作原理有别于传统锂离子电池，充电过程中，正极石墨发生阴离子插层反应，而铝负极发生铝-锂合金化反应，放电过程则相反。这种新型反应机理不仅显著提高了电池的工作电压（3.8-4.6V），同时大幅降低电池的质量、体积及制造成本，从而全面提升了全电池的能量密度。
新型铝-石墨双离子电池结构及工作原理示意图，图来源：www.siat.ac.cn
研究团队表示，初步估算该类型电池的全电池质量能量密度和体积能量密度将高达约222 Wh/kg。500 Kg重量的AGDIB电池的续航里程可达到约550公里。与传统的锂电技术相比，这种电池具有明显的优势，不仅生产成本降低约40-50%，同时能量密度提高至少1.3-2.0倍。若这种铝-石墨电池成功实现产业化，将大幅提升现有便携式电子设备、电动汽车以及新能源储能系统的使用性能。不过，目前该电池技术还有待优化，比如需要进一步提高电池的循环稳定性等。
（摘自 中国科学院深圳先进技术研究院）
