>$浙江大学高分子科学与工程系高超团队开发的新型铝-石墨烯电池。这种电池可以在零下40摄氏度到120摄氏度的环境中工作，既耐高温又耐寒。在零下30摄氏度的环境中，这种新电池可以实现1000次充放电性能，而在100摄氏度的环境中4.5稳定循环1000次。这种新电池是灵活的。弯曲1000次后，容量完全保持；此外，即使电池暴露在火焰中，也不会着火或爆炸。12月15日，相关论文Ultrafast all-cli ** te aluminum-graphene battery with quarter-million cycle life发表于Science Advances，第一作者是团队的陈浩博士。电池不燃烧耐热、耐冻、耐高温弯曲的长寿电池，是团队开发的最新石墨烯-铝电池。它的正极是石墨烯薄膜，负极是金属铝。将两个电池串联在一起，点亮一组LED灯。经过，石墨烯正极的比容量达到120mAh/g(毫安时每克)在25万次充放电循环后仍能保持91%的容量；同时，其倍率性能优异，充电快1.1秒内充满电，仍有111mAh/g可逆比容量-石墨烯电池点亮印刷"ZJU120"的LED与锂电池相比，高超研究小组开发的铝灯串-石墨烯电池显示出明显的优势：一般电池反复充放电，比电容量会继续下降，俗话说不耐用。但这种微不足道的铝-石墨烯电池在这方面表现良好。如果将充放电作为一个循环，该电池经历了25万个循环，仍高达91%，几乎没有损失。如果智能手机使用这种电池，即使每天充电10次，也可以使用近70年。这种铝-石墨烯‘超级’电池的倍率性能和循环寿命远远超过其他电池，比超级电容器具有更高的能量密度，相当的倍率性能和循环寿命。高超的说。铝是地壳中最丰富的金属元素，价格低廉、安全，是电池制备中理想的负极材料。但多年来，铝电池的整体性能仍不如锂离子电池和超级电容器好。关键问题是设计能够匹配铝、高效工作的正极材料，以真正发挥优异的电化学性能。2015年，斯坦福大学戴宏杰研究小组Nature该杂志发表了一采用高温裂解石墨泡沫制作正极，首次实现了高容量、长循环的铝离子电池。受此启发，优秀的研究小组试图用石墨烯薄膜制作铝电池的电极。经过一年半的探索和积累，优秀的团队提出了石墨烯正极材料的三高三连续设计原则。电池的性能取决于电子和离子在正极和负极之间的运行状态。高超表示，电极材料应使尽可能多的电子和离子运行平稳，或快速返回。如果道路不够或道路拥挤，性能就会受到影响。三高是指微观结构的高质量、高取向、高孔率；三连续是指宏观结构上的连续导电网络、连续离子传输通道和连续离子嵌入通道。这一设计原则使铝石墨烯电池的性能向前迈出了一大步。以前，铝电池的比容量一直存在60mAh/g左右徘徊，可重复充放电次数也不到几千次。商业化仍面临挑战。现在一些智能手机也有快速充电功能。看来电池很快就满了，实际电池寿命不长。高超说，这种新电池的实验室数据是1.1几秒钟就能充满电，比电容损失轻微。这说明以后用手机充电5秒2小时是完全可能的。然而，高超表示，真正的商业化仍然面临着巨大的挑战，这需要更多的科学家的努力和投资才能实现。高超表示，目前的正极比容量、输出电压和表面负仍有更大的改进空间，能量密度不足以与锂离子电池相匹配，未来需要在保持高功率密度的基础上进一步提高能量密度。此外，经典的离子液体电解质更贵，如果你能找到更便宜的电解质，铝离子电池的商业前景将会更广阔。
