新款千瓦级石墨烯基铝空气电池可攻克热逃逸难题

据外媒报道，金属－空气电池（metal－air batteries）已引起了业内的特别关注，因为其能量密度高、装配成本低、环保、无毒性、使用寿命长、放电时间长、可回收性（recyclability）高、温度公差宽。

金属－空气电池已被广泛应用于电动车（插电式混动车及纯电动车）及储能装置（智能电网）中，还能被用作应急电源。

与其他电池技术类似，金属－空气电池也存在许多科研与技术难题，主要问题在于阴极动力学反应迟滞（sluggish kinetics）、阳极能效利用率低（因金属氧化物、氢氧化物或其他物质在阳极表面积聚而导致的严重钝化）、自放电（self－discharge）与腐蚀、劣质空气阴极结构引起的过电位高、极化电阻（polarization resistance）大、系统散热失控，导致长期运行故障、实际能量密度及应用受限。

浙江省石墨烯应用研究重点实验室（Key Laboratory of Graphene Technologies and Applications of Zhejiang Province）与先进锂电池工程师实验室（Advanced Li－ion Battery Engineering Lab）的研究团队率先研发了一款千瓦级（kilowatt－scale）铝空气电池，该电池采用了高效的石墨烯基催化剂，利用石墨烯添加剂提升了空气阴极结构（air cathode structure）及自主研发的铝合金阳极，综合性电化学性能表现十分出色。

优化该款工业设计及系统整合方案后，该电池可被用于攻克热逃逸（thermal runaway）问题。

该机构发布了近20篇研究论文，并申请了20多项有关铝空气电池的技术专利。

该研究团队论证了千瓦级石墨烯基铝空气电池系统，其能量密度高、电池容量高达20 kWh，电量输出国高达1000 W。

该款电池系统可同时为电视机、台式计算机、电风扇及60瓦灯泡持续供电20多个小时。

该研究团队还建立了实验室生产线，目前还在研发一款5kW的铝空气电池。

作者李文龙