石墨烯升级新型铝空气电池面世 未来将用在新源汽车通讯基站等领域

近日，被誉为“21世纪神奇材料”的石墨烯，得到了新升级，中科院宁波材料研究所研制出基于石墨烯空气阴极的铝空气电池发电系统，该电池系统能量密度高达510Wh/Kg（瓦时每千克）、容量20千瓦时、输出功率1000瓦，可以说这在新能源和新材料领域是一项重大突破。

石墨烯，是目前已知的世上最薄、最坚硬、室温下导电性最好，而且拥有强大灵活性的纳米材料。常见的石墨材料可以看作由石墨烯层层堆叠而成，因此石墨烯也被视作“单层石墨”。通俗的说，石墨材料就是千层饼，而石墨烯只是饼的一层。 

具体来说，其薄，可只有一个碳原子的厚度，1毫米厚的石墨薄片中能剥离出300万层石墨烯；其硬，强度比钢还要高200倍；其导电性，电阻率最低的物质是银，而石墨烯的电阻率比银还小。

这种材料多被运用到电池领域。理论上来说，如果这种材料如果做成电池，它充电和放电速度，是常规电池的100—1000倍。可以实现，一步手机充电5秒钟就能搞定，即使是特斯拉，充一次电也就5分钟的事。 

据中科院宁波工业技术研究院高级工程师薛业建介绍说，铝空气电池发电系统的核心材料是掺杂石墨烯的阴极催化剂。该产品采用铝板作为阳极，插入石墨烯基复合催化剂的空气阴极于装有电解液的容器中，铝与空气发生反应就产出电能。

极科网了解到，这款铝空气电池目前已拥有22项国家专利，以后可用于电动汽车、通讯基站等多个领域。因为采用石墨烯基复合氧化物作为催化剂，其材料的分散性好，可以减少电池本身的内耗，且铝空气电池比能量比普通锂电池高出几倍，大大提高了续航能力。

这种新材料未来将用在电动汽车、通讯基站等领域，其特殊性也就意味着，将大大减少电池体积，降低重量的同时，续航上得到增加，成本也随之减少，解决很多实际场景中的难题。比如目前我国的通讯基站用的是铅酸电池，每两三年换一次，对一些偏远地区来说更新非常困难，但铝空气电池使用寿命有15-20年，优势很明显。 

日后，这项技术还将用在马灯、航标灯上，舀点海水，接上电线就可以发电，这对一些户外爱好者来说，实用性就太高了，安全便捷。据悉目前以石墨烯基复合氧化物为催化剂的铝空气电池阴极中试生产实验线已经建成，未来可以批量生产上市。

以现有的技术来说，已经满足不了不断发展的智能电网、移动通讯、电动汽车和应急救灾的需要，迫切需要开发能量高、成本低、体积小、寿命长的新型化学电源，新型铝空气电池的出现，可以说是一个很好的替代品，无论是那吓人的能量密度，还是安全性，环保性都具有无可比拟的优势。