铝离子电池的原理及价格

2019-11-29 17:22:23

铝离子电池在我们日常生活中使用的非常多,小型电子设备如手机、平板电脑等使用的电池都是铝离子电池,大型一点的设备的话就是电动汽车还有电力网了,在这些设备当中都有一个大的电池箱,这个电池箱里面装载的就是铝离子电池。因为铝的成本相对来说比较低,因此铝离子电池的价格也不会太高,而且使用起来比较灵活,其寿命又比较长。

铝离子电池的原理

在中学阶段的物理课程学习当中我们就知道,铝离子电池最重要的工作原理就是充电以及放电原理。通过正负两极直接的相互充电放电,就能将化学能转化成为电能,再传输出去供设备使用。

铝离子电池不是一次性电池,可以多次反复使用。在对铝离子电池充电的过程中,电池正极就会有铝离子产生,该种离子会随着电解质溶液的运动而转移到负极上。负极上市多微孔的层状碳,从正极产生的铝离子就会嵌入到负极上的碳孔里,随着嵌入的铝离子的增多,铝离子的容量也越大,进而充满电。

在铝离子电池需要使用的时候就会对外界进行放电,这时候镶嵌在负极碳孔中的铝离子就会脱落下来,进而随着电解质溶液的运动回到正极附近。这时候正极附近因为铝离子数量的增多,容量而增大,这个容量就是放电容量,也就是对外放出的电能。

铝离子电池的工作原理也就是铝离子随着电解质溶液不断从正极运动到负极,再从负极运动到正极的过程,在这个过程当中就会存储电能或者释放电能。

铝离子电池的价格

从多个商家的报价当中我们可以看出,不同型号的铝离子电池的价格不同,1200mAh3.7v铝壳铝离子电池每节需要9.8元,高性能的铝壳铝离子电池500-800MAH电池价格在7.5元/节,超动力大容量的12V磷酸铁铝电池价格区间在55-1900元,总而言之,铝离子电池的价格上下幅度还是蛮大的。

铝离子电池怎么样?

电池,特别是锂离子电池,在日常生活中频繁使用,但锂电池容量低、寿命短,且存在高温、碰撞等条件下容易自燃或爆炸等巨大安全隐患。高容量和安全的可充电铝电池一直是科学界致力于研究的现有电池的取代品,然而由于铝电池正极材料容易被腐蚀和不能有效的进行放电等问题,在过去30年中可充电铝电池始终处于概念阶段。

鲁兵安副教授等人用石墨作为正极材料,并用一种相当于盐溶液的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。实验发现用三维石墨作为电池正极材料,由于三维石墨优良的导电性能和巨大的比表面积,能够极大的缩短电池的充电时间。过去在iPhone等使用锂电池的手机上需要1个小时才能完成的充电量,在该铝电池上1分钟即可完成。今后,铝电池充电1小时,手机使用3、4天不再是假想。同时,铝电池寿命更长。实验证明,铝电池循环7500次后,容量几乎没有衰减。而普通锂电池的循环寿命一般为300次。

除了安全、寿命长、快速充电慢速放电等优点,相较于锂电池,铝电池生产成本将更低,还有电解产生的离子液体无毒等环保优势。今后,铝电池不仅可以使用在如今通用的手机等小家电上,还将在电动汽车等容易产生剧烈碰撞与高温地方取代目前的电池。

在世界能源发展的趋势从发展新能源转向能源储备的今天,《Nature》杂志认为该研究成果,首次实现了可充电铝离子液体电池,可应用于现代各种电子设备从而改善人类的生活方式。目前该成果已经在美国获得了多项专利保护,并有数家知名企业致力于买断该专利。

据了解,《Nature》杂志是国际上最具影响力的学术期刊之一。其发表的论文代表了某一重要科学问题的实质性进展,具有近期和远期的重要影响。

1985年出生的鲁兵安,2012年博士毕业后来校工作,现为湖南大学物理与微电子科学学院副教授。2014年5月,在国家留学基金委的支持下,以访问学者的身份前往美国斯坦福大学化学系戴宏杰课题组进行为期一年的交流访问。

从各商家的报价我们可以看出,不同规格不同毫安数的铝离子电池的价格也不仅相同,毫安数越大的铝离子电池越贵。铝离子电池在用到不同的地方所需要的电压也不相同,因此在购买铝离子电池之前应当先看好电子设备所需要的标准电压,如果买到不匹配的铝离子电池就会对电子设备造成很大的损害。铝离子电池目前处于一个发展阶段,在未来应该会有更好的铝离子电池出现。