隨著電子產(chǎn)品、電動汽車需求的日益增長，市場對充電電池的需求也日趨旺盛。傳統(tǒng)充電電池的電解質(zhì)為液體，該介質(zhì)有助于離子從一個電極傳輸?shù)搅硪粋€電極。由于電解質(zhì)由有機(jī)分子制成，因此其具有易燃和易揮發(fā)的特性，由此為充電電池的使用帶來不小的安全隱患。

針對于此，來自于美國紐約州雪城大學(xué)（SyracuseUniversity）的Hosein研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出了一種面向鋁離子充電電池的新型固體電解質(zhì)。該電解質(zhì)由十分柔軟的聚合物制成，它允許鋁離子自由通過，同時自身堅(jiān)韌的結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的耐熱性和耐磨性。將鋁鹽（如硝酸鋁）溶解在聚合物主體中，可使該聚合物充當(dāng)起鋁離子電解質(zhì)的角色。

在通常的認(rèn)識里，鹽類較易溶解在液體中。事實(shí)上許多聚合物固體材料也可以溶解鹽，因?yàn)榫酆衔锏闹麈溇哂心軌驅(qū)Ⅺ}解離為陽離子和陰離子的功能。它在固定陰離子的同時，允許陽離子自由穿過聚合物固體材料，由此實(shí)現(xiàn)了電池內(nèi)的電荷傳輸。實(shí)驗(yàn)測試表明，該固體聚合物電解質(zhì)具有與液體電解質(zhì)相同的導(dǎo)電性，在150℃的高溫測試條件下，仍能穩(wěn)定安全地正常工作。

在此之前，Hosein團(tuán)隊(duì)一直在推進(jìn)全固態(tài)鋁離子電池的研究工作，全固態(tài)電解質(zhì)的成功研發(fā)，無疑是此類電池走向成功的至為關(guān)鍵的一步。

鋁離子電池具有和鋰離子電池相同的組成結(jié)構(gòu)，但是卻擁有許多鋰電池所不能比擬的優(yōu)點(diǎn)。首先，鋁是地球中富含量第三豐富的金屬元素，獲取便捷且成本低廉。與之相對，鋰在地殼中的含量排名第27位，儲量和成本均不占優(yōu)勢。其次，相比而言，鋁離子電池具有更高的電壓，能儲存更多的能量，并提供更大的電流。測試表明，鋁離子電池容量是鋰離子電池的4倍，這是因?yàn)殇X可形成多價離子，攜帶電荷是鋰離子的3倍。

研究人員認(rèn)為，在后鋰離子電池時代，鋁離子電池有望成為極具競爭力的下一代儲存介質(zhì)。本研究相關(guān)論文（Asolidpolymerelectrolyteforaluminumionconduction）發(fā)表在《ResultsinPhysics》上（Vol.10,2018，p529-531）。