今日熱門!由鋁、硫磺和鹽制成的新電池被證明是快速、安全和低成本的

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由于鋰離子電池的可靠性和高能量密度，在過去的幾十年里，鋰離子電池一直主導著這個領域。然而，鋰正變得越來越少，越來越昂貴，而且電池可能是危險的，如果損壞或使用不當，就會爆炸或爆裂成火焰。我們需要更便宜、更安全的替代品，特別是在世界向可再生能源和電動汽車過渡的時候。

因此，麻省理工學院的團隊開始用現成的、廉價的材料設計一種新型電池。經過搜索和一些試驗和錯誤，他們決定用鋁作為一個電極，用硫作為另一個電極，再加上熔化的氯鋁酸鹽電解質。所有這些成分不僅便宜而且常見，而且它們不易燃，所以沒有火災或爆炸的危險。

在測試中，該團隊證明了新的電池單元可以承受數百次的充電循環，并且充電非常快--在一些實驗中，不到一分鐘。這種電池的價格只是類似大小的鋰離子電池的六分之一。

它們不僅可以在高達200°C的高溫下工作，而且實際上在更熱的時候工作得更好--在110°C時，電池的充電速度比25°C時快25倍。重要的是，研究人員說，電池不需要任何外部能量來達到這種高溫--它通常的充電和放電循環足以使它保持這種溫度。

盡管選擇電解質中的鹽的類型是因為它的熔點低，但它巧合地有另一個好處--它自然地防止枝晶的形成。這些金屬卷須，在兩個電極之間逐漸增長，直到造成短路，是電池的一個主要障礙，特別是鋰離子電池。

該團隊表示，這種電池設計最適合于幾十千瓦時的規模，比如用可再生資源為個人家庭供電。由于其快速充電，它們也可以作為電動汽車的充電站而發揮作用。其他類型的電池，如最近使用熔鹽電解質和鋁、鎳電極的設計，在電網規模下可以更好地工作。

鋁硫電池的專利已被授權給一家名為Avanti的衍生公司，該公司由描述該設計的研究報告的作者之一共同創立。研究人員計劃大規模建造它，并通過壓力測試來運行它。

這項研究發表在《自然》雜志上。