相关研究成果A Novel and GeneralizedLithium-Ion Battery Configuration Utilizing Al Foil as Both Anode and CurrentCollector for Enhanced Energy Density(《一种新型普适的基于铝箔负极/集流体的高能量密度锂离子电池》)已在线发表于国际期刊《先进材料》(AdvancedMaterials, DOI: 10.1002/adma.201604219)，并申请1项国际发明专利(PCT/CN2016/081346)。
随着科学技术的发展，锂离子电池已广泛应用于便携式电子设备、移动工具电源等领域，其市场规模得到了迅猛扩张。尤其是电动汽车、大型储能设施的需求提高，对于发展高能量密度、低成本、长循环寿命的新型二次电池越加迫切。
锂离子电池自1991年由索尼公司商业化以来，已有25年的发展历史，其工作原理是依靠锂离子在正极(钴酸锂、磷酸铁锂、三元等)与石墨负极之间来回移动(嵌入和脱嵌)来实现电池的充放电过程。然而目前商用锂离子电池仍存在能量密度低、制造成本高、资金投入大等问题，制约了电池产业的发展。
基于上述考虑，唐永炳及其团队成员季必发、张帆、圣茂华等人成功研发出一种基于铝箔负极的新型锂离子电池。该新型电池直接采用铝箔同时作为电池负极和集流体，替代了传统锂离子电池的石墨负极和铜箔集流体;正极采用目前常见商用的钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料等;电解液采用碳酸酯类溶剂。
该新型电池具有全新的全电池反应机理：充电时，锂离子从正极材料中脱嵌出来，运动到铝箔负极表面，并与铝形成铝锂合金;放电时，锂离子从铝锂合金中脱出，又嵌入到正极材料中。
这种构造不仅可以有效降低电池自重和体积，显著提高质量和体积能量密度，而且大大降低了生产制造成本，同时具有广泛的普适性。
研究结果表明，采用钴酸锂为正极、铝箔为负极的全电池(LCO-Al)能量密度可达到263 Wh/kg，充放电循环250次后电池容量保持在81%;以磷酸铁锂为正极、铝箔为负极的全电池(LFP-Al)能量密度达到163 Wh/kg，充放电循环500次后电池容量保持在84%;以镍钴锰酸锂三元材料为正极、铝箔为负极的全电池(NCM-Al)能量密度达到258 Wh/kg，充放电循环250次后电池容量保持86%。该研究成果具有巨大的产业化前景，并有望改变现有锂离子电池产业格局。
该项研究得到了广东省创新科研团队、广东省科技计划项目、深圳市科技计划项目和国家自然科学基金等项目的资助。
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