新概念電池的陽極和陰極分別由鋁和蒽醌基有機材料制成。這種有機陰極材料能有效地儲存一種鋁和氯基電解液中的正電荷載流子（陽離子），離子在電解液中往返于正負(fù)電極，形成電流。

一種新概念鋁電池不僅擁有以往兩倍的能量密度，而且原材料供應(yīng)充沛，可降低生產(chǎn)成本和對環(huán)境的影響，由瑞典查爾姆斯工學(xué)院和斯洛文尼亞國家化學(xué)研究所的研究人員提出，有望實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，包括存儲太陽能和風(fēng)能。

鋁電池技術(shù)有理論能量密度高、相關(guān)制造和回收行業(yè)健全等諸多優(yōu)勢。與現(xiàn)有的鋰離子電池相比，新概念鋁電池還可顯著降低生產(chǎn)成本。

查爾姆斯工學(xué)院物理系教授PatrikJohansson表示，“新型電池所設(shè)想的物料和環(huán)境成本遠(yuǎn)低于當(dāng)前水平，能實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，例如建設(shè)太陽能電池公園或儲存風(fēng)能?！?/p>

“此外，這種新型鋁電池的能量密度是目前最先進(jìn)的兩倍?！?/p>

以往的鋁電池都使用鋁作陽極（負(fù)電極），石墨作陰極（正電極）。但石墨的能量含量過低，不足以制造出高性能電池。

然而，在PatrikJohansson及其查爾姆斯工學(xué)院同事和RobertDominko領(lǐng)導(dǎo)的斯洛文尼亞國家化學(xué)研究所研究團(tuán)隊共同提出的新概念中，一種由碳基分子蒽醌制成的有機納米結(jié)構(gòu)陰極取代了原來的石墨作為陰極。

斯洛文尼亞國家化學(xué)研究所的原查爾姆斯工學(xué)院客座研究員JanBitenc對這種蒽醌陰極已進(jìn)行深入開發(fā)。

該陰極材料中的有機分子勝在能儲存電解質(zhì)中的正電荷載流子（陽離子），提高電池能量密度。

研究電池能量存儲內(nèi)在機制的查爾姆斯工學(xué)院研究人員NiklasLindahl表示，“新型陰極材料能使電池采用更合適的載流子，進(jìn)而更充分地利用鋁的潛能?，F(xiàn)在，我們正在持續(xù)推進(jìn)研究工作，尋找更好的電解液，希望能去除目前溶液中所含的氯。”

迄今為止，鋁電池尚未商業(yè)化，即使在研究領(lǐng)域也屬于相對較新的話題。人們關(guān)心的是鋁電池能否最終取代鋰離子電池。

PatrikJohansson表示，“我們希望鋁電池能取代鋰離子電池。但更重要的是，在確保鋰離子電池只在必要時使用的前提下，它們可以互補。截至目前，鋁電池的能量密度僅為鋰離子電池的一半，但我們的長期目標(biāo)是二者達(dá)到相同的能量密度。電解液和充電機制仍有改進(jìn)空間。理論上，鋁是比鋰更好的載流子，因為鋁是多價金屬元素，意味著每個離子都可“補償”多個電子。此外，鋁電池有望大幅減少對環(huán)境的危害?！?/p>

研究成果發(fā)表在《儲能材料》雜志上。