到東北雪鄉(xiāng)看雪相機會“罷工”？炎炎夏日手機暴曬會“中暑”，頻繁死機、速度變慢，甚至發(fā)生自燃或爆炸？這些都是鋰離子電池在低溫、高溫下欠佳的表現(xiàn)。

近日，全球歷史最悠久最知名的學(xué)術(shù)出版商之一威立（WILEY）數(shù)據(jù)庫制作了一部視頻短片，用以介紹解決上述問題的答案——將三維石墨烯作為正極、鋁片作為負(fù)極的鋁離子電池，其表現(xiàn)出高容量和長循環(huán)壽命等優(yōu)異特性。而這一“答題”者，正是湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院于馨智博士、物理與微電子科學(xué)學(xué)院王斌博士后。

于馨智介紹，鋰離子電池的充放電過程，其實就是鋰離子在陰陽極之間往返嵌入和脫嵌。他們發(fā)現(xiàn)，采用低能等離子體轟擊三維石墨烯這一材料，可以在其表面得到多孔結(jié)構(gòu)。隨著轟擊時間的延長，三維石墨烯表面形成了許多納米級的孔洞結(jié)構(gòu)，從而使得離子的嵌入變得更加容易，這就提高了電池的容量。此外，鋰元素化合態(tài)在自然界中含量較少,屬于稀有金屬元素，價格較貴。而鋁元素是地殼中含量最高的金屬元素。

威立數(shù)據(jù)庫旗下國際著名期刊《先進材料》在線發(fā)表了這一鋁離子電池正極材料，于馨智、王斌為共同第一作者。

在實驗中，這一鋁離子電池在0攝氏度——80攝氏度的溫度范圍內(nèi)都表現(xiàn)出優(yōu)異的性能：10000次循環(huán)無衰減，容量高達148毫安時/克（mAh/g），充電80秒可以持續(xù)放電超過3100秒。在國際上也是首次實現(xiàn)了鋁離子電池10000次循環(huán)后容量仍高于100毫安時/克。這一優(yōu)異性能有望使鋁離子電池廣泛應(yīng)用于公共交通和便攜設(shè)備中。