创新电解液推动铝金属电池迈向实际应用

科技日报天津12月9日电 记者获悉，天津大学先进碳与能源材料实验室科研团队近日取得重要进展，他们自主研发出一种低腐蚀性的“有机双氯”电解液，这一创新为铝金属电池实现规模化应用消除了重要障碍。该成果已发表在国际学术期刊《自然·可持续性》。

铝金属电池因其负极材料铝具备高理论比容量、储量丰富、低成本且具备三电子转移等优势，被视为新一代储能技术的有力候选。不过，电解液体系始终是该类电池推广的瓶颈。传统电解液虽然能支持铝的可逆沉积和溶解，但普遍存在腐蚀性强、黏度高、成本和动力学性能不佳等问题，限制了电池寿命和实际性能。

针对制约发展的关键问题，研究团队提出了全新的“有机双氯”溶剂化电解方案：采用氯化铝或正丙醚类有机体系替代传统的离子液体，通过精确调控有机溶剂的溶剂化能力，实现新型的“有机双氯”结构。这种结构能将所有腐蚀性的氯离子（Cl-）严格局限在铝离子（Al3+）周围，大幅减弱整体腐蚀性。同时，“有机双氯”结构极易发生极化，有助于铝金属电池在充放电过程中稳定运行。

据项目团队介绍，新的电解液不仅有效破解了铝金属电池强腐蚀性的技术瓶颈，还为基于阳离子活性的全新电化学反应打开了思路。这一方案有望解决多价金属电池领域普遍存在的腐蚀性、动力学迟滞和传质障碍等技术难点，为铝金属电池乃至类似体系的实际应用迈出坚实一步。