一分鐘就充完5000毫安的電量，這是湖南大學(xué)副教授魯兵安所在的斯坦福團(tuán)隊(duì)研發(fā)的新型鋁離子電池的充電速度。一般手機(jī)的電池容量多為兩三千毫安左右，iPhone6電池1810毫安，iPhone6plus電池2915毫安，三星S5電池2800毫安，這意味著如果它們將來(lái)?yè)Q上這款鋁電池，只需幾十秒就能充滿電。目前該成果已經(jīng)在美國(guó)獲得了多項(xiàng)專(zhuān)利保護(hù)，并有數(shù)家知名企業(yè)致力于買(mǎi)斷該專(zhuān)利。

　　倫敦時(shí)間4月6日，國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)刊物《Nature》在線發(fā)表了魯兵安等作為第一作者的論文《快速充放電鋁離子電池》。魯兵安自2014年5月加入斯坦福大學(xué)化學(xué)系戴宏杰的課題組之后，他為“鋁離子電池”做出了突破性的貢獻(xiàn)。
 

　　圖1：可快速充電、柔性、離子液體、二次鋁電池成功研發(fā)

　　魯兵安等人的研究成果將有望解決現(xiàn)有電池存在的諸多問(wèn)題，電池產(chǎn)業(yè)亦將產(chǎn)生革命性變化。這款新型的鋁離子電池具有以下優(yōu)勢(shì)：

　　優(yōu)勢(shì)一：充電超快

　　電動(dòng)汽車(chē)、智能手機(jī)已普及，電池，特別是鋰離子電池，在日常生活中頻繁使用，然而廣泛應(yīng)用于手機(jī)的鋰電池容量低、壽命短，且存在高溫、碰撞等條件下容易自燃或爆炸等巨大安全隱患，如何找到更高性能更安全的電池一直是難題。高容量和安全的可充電鋁電池一直是科學(xué)界致力于研究的現(xiàn)有電池的取代品，然而，由于鋁電池正極材料容易被腐蝕和不能有效的進(jìn)行放電等問(wèn)題，在過(guò)去30年中可充電鋁電池始終處于概念階段。

　　魯兵安和他參與的團(tuán)隊(duì)用石墨作為正極材料，并用一種相當(dāng)于鹽溶液的離子液體作為電解液。他們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，可以用三維石墨作為電池正極材料，它優(yōu)良的導(dǎo)電性能和巨大的表面積，能夠極大地縮短電池的充電時(shí)間。魯兵安說(shuō)，給iPhone手機(jī)這類(lèi)使用鋰電池的設(shè)備充電，大概需要1個(gè)小時(shí)才能完成的充電量，如果換成鋁電池，1分鐘5000毫安的充電速度，充滿電不到1分鐘。
 

　　圖2：以三維石墨為正極的鋁電池材料形貌與性能表征

　　優(yōu)勢(shì)二：安全性高不會(huì)燃燒和爆炸

　　在一段展示視頻中，魯兵安所在團(tuán)隊(duì)將一塊電鉆鉆入正在使用的鋁電池，電池沒(méi)有燃燒，仍能繼續(xù)工作。魯兵安介紹，即便把鋁電池放到火上烤，也不會(huì)出現(xiàn)爆炸的情況。這是因?yàn)榈入x子電解液不會(huì)燃燒，鋁和石墨也不易燃燒，因此這種鋁電池非常安全。

　　這也意味著，鋁電池不僅可以使用在如今通用的手機(jī)等小家電上，一些在高速碰撞下屢屢發(fā)生燃燒、爆炸事故的電動(dòng)汽車(chē)，未來(lái)也可以用這種更加安全可靠的電池替代原有的鋰電池。