这个“一分钟充满电”的新型铝离子电池，除了充电极为迅速以外，这种电池还有寿命长（充放电7500次后容量仍毫无损失，而现在广泛使用的锂离子电池最多也只能充放电1000次）、可弯曲（怎么弯弯折折都能照常供电）、安全性好（你拿钻孔机把它钻穿也不会发生任何危险事故）等其他优点。

稳定性测试

        戴宏杰带领的研究小组发现了一种可以充当电池的正极（负极用铝制成）的新型石墨材料——泡沫石墨（graphite foam）。而电解液则采用一种离子液体——即全由离子组成、室温下呈液态的离子化合物，具体成分为一种有机盐（化学表达式为[EMIm]Cl）与氯化铝的混合物。

        泡沫石墨：电流的“高速公路”

        “一分钟充满电”的关键，就在于戴宏杰团队发现的新型正极材料——泡沫石墨。充电过程是一种电化学反应，需要电池中AlCl^4-离子时刻不停地与正极进行结合与分离。他们一开始采用一种名叫热解石墨(pyrolytic graphite，简称PG)的材料作为正极，但由于AlCl^4-阴离子体积太大，很难通过PG过于紧密的层状结构，这就限制了充电速度的进一步提高。

        一次偶然的机会，戴宏杰的团队发现了泡沫石墨，这种材料的晶须宽度约为100微米，且晶须之间有充裕的空间，形成一种开放的“框架结构”，AlCl^4-离子能以非常快的速度在其中穿梭。经过实验，研究人员惊讶地发现，石墨泡沫铝电池的充电速率，达到了PG铝电池的75倍——在一分钟之内就可以完成充电。

SEM下泡沫石墨结构

        戴宏杰表示，这种新型电池不仅可以用于柔性电子设备，它的超快充电速度和超长寿命，也意味着它可以用来存储电网内的风能、太阳能等可再生能源。因此，虽然目前它的电压仅能达到传统锂电池的一半，科学家还是相信，在正极材料的性能得到继续提升后，新型铝离子电池会引领电池界一场新的革命。

相关文献：

An ultrafast rechargeable aluminium-ion battery

Nature 520, 324–328 (16 April 2015) doi:10.1038/nature14340