以泡沫鎳為模板，研究者先用化學(xué)氣相沉積法在它的表面沉積上石墨，再覆蓋上一層聚合物PMMA；接著用相應(yīng)溶劑將泡沫鎳和PMMA相繼溶解，得到三維結(jié)構(gòu)的泡沫石墨。用普通非泡沫熱解石墨做正極的話，鋁離子電池的充放電速率只有使用泡沫石墨時(shí)的75分之一。圖片來源：參考文獻(xiàn)^[1]

在經(jīng)過驚人的7500次充放電循環(huán)后，這些鋁離子電池的容量幾乎沒有損失，工作電壓也穩(wěn)定在2伏左右。除了壽命長(zhǎng)，這種鋁離子電池功率密度也很高（3000W·kg^–1），可以在一分鐘內(nèi)充滿電。此外，它們?nèi)嵝詷O好，可以隨意彎曲；安全性能也超棒，哪怕用電鉆將它鉆穿，也不會(huì)影響它正常工作。

鋰離子電池被戳開一個(gè)洞很可能帶來嚴(yán)重的后果，但用鉆頭（Drill）鉆穿戴宏杰研究組的鋁離子電池，電池依然能正常工作。圖片來源：stanford.edu

取而代之？

說了這么多優(yōu)點(diǎn)，這樣的鋁離子充電電池什么時(shí)候能走進(jìn)我們的生活？

恐怕還早得很。

目前，它的工作電壓只有鋰離子電池的一半，能量密度也只有 40 Wh·kg^–1，與鉛酸電池相當(dāng)，還不到鋰離子電池的三分之一，所以大家應(yīng)該還沒法在智能手機(jī)、筆記本電腦或電動(dòng)汽車?yán)锟吹剿?。除了性能的提高還潛力很大之外，這些鋁離子電池的生產(chǎn)成本也有待降低——它的電解液使用離子液體，價(jià)格較高；用于制備泡沫石墨正極的化學(xué)氣相沉積法也不便宜、是很難投入大規(guī)模生產(chǎn)的工藝。要達(dá)到“物美價(jià)廉”，研究者們還有很長(zhǎng)的路要走。

但不管怎樣，鋁離子電池在使用壽命、功率密度和安全性方面的性能依然優(yōu)越，如果未來可以降低生產(chǎn)成本，它們將會(huì)十分適合用于在對(duì)能量密度要求不高的地方發(fā)揮作用。比如在電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)中，它們能為太陽能和風(fēng)能等可再生能源儲(chǔ)能，還能作為家用大型電池，為電動(dòng)車充電，或是在停電時(shí)為電器供電。

一旦科學(xué)家能夠研發(fā)出比泡沫石墨更好的正極材料，進(jìn)一步提高鋁離子電池的工作電壓，它的用途將更加廣泛。隨身聽走了，MP3也快走了，科技產(chǎn)品一代又一代地從我們的生活中出現(xiàn)又淘汰，電池和研究電池的人卻一直還在。之后還會(huì)有怎樣的電池驚艷我們的生活？給裝備充好電，拭目以待吧。