当前，锂离子电池已成为便携式电子设备、电动汽车、可再生动力系统等范畴的主要动力转化和存储设备。商用锂离子电池的能量密度尽管有所提高，但其制造成本较高，且不易收回，难以满意便携式电子设备、可再生清洁动力、电网调峰等范畴对高能量密度、低成本、环保储能器材的功能要求。

    近日，我国科学院深圳先进技术研讨院（以下简称深圳先进院）集成所功能薄膜资料研讨中心研讨员唐永炳团队联合香港理工大学教授郑子剑团队，成功研制出新式硅—石墨双离子电池。

    “该电池在上万次弯折过程中的单次压降仅为0.0015%，在10 C倍率下循环2000次后的容量保持率高达97%，在柔性储能范畴展现出杰出的应用前景。” 唐永炳向《我国科学报》介绍说。相关论文日前已发表于《先进资料》（Advanced Materials）。

    从铝—石墨双离子电池说起

    2007年，唐永炳在我国科学院金属研讨所获博士学位，随后在导师成会明研讨员（2013年当选为我国科学院院士）的推荐下，前往香港城市大学从事拜访研讨，并于2013年9月参加深圳先进院。

    “成老师认为只要研制出新式高效低成本储能器材及其要害资料，才干真正促进钠、钾等非锂系统电池的开展。”唐永炳告知记者，在成会明的指导下，他开端带领团队从事新式储能器材及资料的研讨开发。2016年3月，唐永炳团队在《先进动力资料》上发表了第一篇关于铝—石墨双离子电池的研讨成果。

    此前报道的双离子电池，由于正、负极都选用石墨资料，石墨的振实密度较低，并且作为正负极的比容量都不高，导致双碳电池的能量密度较低。双离子电池的研讨开展缓慢。

    对此，唐永炳团队提出了活性资料/集流体一体化的规划思路。他介绍，相比现有传统石墨负极，铝等合金化型金属负极具有更高的理论比容量，在提高能量密度方面具有优势。“此外，铝具有优异的导电性和延展性，并且廉价且储量丰富，因而咱们选用一体化规划的铝箔一起作为活性物质和导电集流体，构建了新式铝—石墨双离子电池。”

    在后续的研讨工作中，为了提高铝负极在新式电池中的稳定性，唐永炳团队还进行了铝负极的结构改性和界面调控，研制出三维多孔铝/碳负极、中空界面结构的铝负极、碳包覆纳米铝负极、活性资料/集流体/隔膜一体化电极、超快充放一体化柔性电池等。

    “咱们将这种一体化的规划新思路进一步拓展到不依赖于有限锂资源的钠、钾、钙基双离子电池系统，为开展新式高效低成本储能器材开拓了新思路。”唐永炳说。