Neue biegsame Aluminium-Batterie könnte Ihr Smartphone in 60 Sekunden aufladen

Neue Aluminium-Batterie, entwickelt von Forschern der Stanford-Universität, könnte Ihr Telefon in einer Minute aufladen

Aber die Forscher sagen, dass die Forschung noch in den Kinderschuhen steckt und die Verdopplung der Spannung, um die Leistung von Lithium-Batterien zu erreichen, ein Problem bleibt

Forscher der Stanford-Universität haben eine ultrafast aufladbare Aluminium-Batterie entwickelt, die sie als sehr gute Alternative zu den derzeitigen Lithium-Batterien, die die meisten Smartphones antreiben, ansehen.

Die Forscher sagten, dass die neue Aluminium-Batterie viel sicherer ist als die bestehenden Lithium-Ionen- und Alkali-Batterien, die heute weit verbreitet sind, und nicht in Brand gerät, sagten die Forscher.

„Wir haben eine wiederaufladbare Aluminium-Batterie entwickelt, die bestehende Speichermedien wie Alkali-Batterien, die schlecht für die Umwelt sind, und Lithium-Ionen-Batterien, die gelegentlich in Flammen aufgehen, ersetzen könnte“, sagte Hongjie Dai, Professor für Chemie an der Stanford-Universität. „Unsere neue Batterie wird nicht in Brand geraten, selbst wenn Sie ein Loch hineinbohren“, fügte Dai hinzu.

Die Stanford-Forscher fanden Aluminium als attraktives Metall für die Entwicklung von Batterien, hauptsächlich wegen seiner geringen Kosten, geringen Entflammbarkeit und hohen Ladekapazität. Die neu entwickelte Aluminium-Ionen-Batterie besteht aus zwei Elektroden: einer negativ geladenen Anode aus Aluminium und einer positiv geladenen Kathode.

„Die Leute haben verschiedene Arten von Materialien für die Kathode ausprobiert“, sagte Dai. „Wir haben zufällig entdeckt, dass eine einfache Lösung darin besteht, Graphit zu verwenden, das im Grunde genommen Kohlenstoff ist. In unserer Studie haben wir einige Arten von Graphitmaterial identifiziert, die uns sehr gute Leistungen bieten“, sagte Dai.

Das Team platzierte die Aluminium-Anode und die Graphit-Kathode zusammen mit einem ionischen Flüssigkeitselektrolyt in einem flexiblen, polymerbeschichteten Beutel.

„Das Elektrolyt ist im Grunde genommen ein Salz, das bei Raumtemperatur flüssig ist, also ist es sehr sicher“, sagte Ming Gong, Doktorand an der Stanford-Universität und Mitautor der Studie.

Smartphone-Besitzer wissen, dass es Stunden dauern kann, eine Lithium-Ionen-Batterie aufzuladen. Aber das Team berichtete von „beispiellosen Ladezeiten“ von bis zu einer Minute mit dem Aluminium-Prototyp.

Aluminium-Batterien, die in anderen Laboren entwickelt wurden, starben normalerweise nach nur 100 Lade-Entlade-Zyklen. Aber die Stanford-Batterie konnte mehr als 7.500 Zyklen ohne Kapazitätsverlust überstehen.

„Dies war das erste Mal, dass eine ultrafast Aluminium-Ionen-Batterie mit Stabilität über Tausende von Zyklen konstruiert wurde“, sagten die Forscher.

„Ein weiteres Merkmal der Aluminium-Batterie ist die Flexibilität. Sie können sie biegen und falten, sodass sie das Potenzial für den Einsatz in flexiblen elektronischen Geräten hat. Aluminium ist auch ein günstigeres Metall als Lithium“, sagte Gong.

Die neu entwickelte Aluminium-Batterie bietet eine ganze Reihe von Möglichkeiten für den kommerziellen Einsatz, aber die Forscher warnten, dass die Technologie noch in den Kinderschuhen steckt und die aktuelle Batterie trotz all ihrer Vorteile nur die Hälfte der Spannung einer typischen Lithium-Batterie abgibt.

„Ansonsten hat unsere Batterie alles, was man sich von einer Batterie wünschen würde: kostengünstige Elektroden, gute Sicherheit, schnelles Laden, Flexibilität und eine lange Lebensdauer“, sagte der Stanford-Chemiker Hongjie Dai in einer öffentlichen Ankündigung seiner Forschung, die in der Ausgabe vom 6. April von Nature veröffentlicht wurde. „Ich sehe dies als eine neue Batterie in ihren frühen Tagen“, fügte er hinzu. „Es ist ziemlich aufregend.“