日前，國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《EnergyStorageMaterials》刊發(fā)了北京理工大學(xué)材料學(xué)院吳鋒教授研究團(tuán)隊(duì)在新型鋁二次電池體系研究中的最新研究成果。成果在理論和實(shí)驗(yàn)上為進(jìn)一步發(fā)展高性能的二次電池新體系提供了理論依據(jù)。

二次電池(即充電電池)作為一種高效、可循環(huán)使用的能量轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存方式，是綜合緩解能源、資源和環(huán)境問題的一種重要技術(shù)途徑，已成為光伏儲(chǔ)能、電動(dòng)車輛、儲(chǔ)能調(diào)峰電站、不間斷電源等重大應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié);也是當(dāng)今便攜式電子器件的主要工作電源，被世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家列為重點(diǎn)支持和優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域。尤其新型高比能量、高比功率的先進(jìn)二次電池，是國(guó)際前沿研究領(lǐng)域的關(guān)注熱點(diǎn)。如何大幅度提高二次電池的能量密度與功率密度、更好地解決電池的安全性、進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電池的低成本化及資源再生等系列問題，為材料、能源和化學(xué)等學(xué)科提出了新的挑戰(zhàn)。

在電化學(xué)反應(yīng)中，金屬鋁能發(fā)生3電子反應(yīng)，其理論質(zhì)量比容量在所有的金屬元素中僅次于金屬鋰，而其體積比容量是現(xiàn)有金屬電極材料中最高的，因此以金屬鋁電極為基礎(chǔ)構(gòu)建的鋁二次電池是極具潛力的高性能二次電池新體系。吳鋒教授團(tuán)隊(duì)首次證實(shí)了Al3+能夠在金屬氧化物中進(jìn)行可逆的電化學(xué)嵌入和脫出反應(yīng)，為探索鋁二次電池的多電子反應(yīng)機(jī)制和發(fā)展新一代多電子電池體系奠定了重要基礎(chǔ)。