現在買個手機，基本上都會有快充buff的加持，基本上1個小時既可以充滿電了，相比較以前的充電速度，已經有了很大的提升。但是1個小時的充電時間對於手機重度患者來說，似乎還是長了些。但是你敢想象嘛，未來你的手機或許只需要1分鐘就可以充滿電！
斯坦福大學的華人化學家戴宏傑的團隊發明出一種“一分鐘充滿電”的新型鋁離子電池，這種電池不僅充電極為迅速，還有壽命長（充放電7500次後容量仍毫無損失，而現在廣泛使用的鋰離子電池最多也只能充放電1000次）、可彎曲（怎麼彎彎折折都能照常供電）、安全性好（你拿鑽孔機把它鑽穿也不會發生任何危險事故）等其他優點。
那麼這種電池的工作原理是什麼呢？讓我們一起來看一下：
新型石墨帶來的壽命的提升
鋁電池的十幾年前就因為其成本低廉、不易燃燒的優點進入到科研人員的視野中，但是鋁電池有一個無法被解決的問題，那就是它的壽命非常短。正電極和電解液是鋁電池軟肋，以前的材料無法承受反覆的充放電循環——在幾百次的充放電之後，鋁電池的容量就會嚴重下降。這對與一個產品來說是很難被接受的，因此鋁電池的前途也一直不被看好。
戴宏傑帶領的研究小組正是在這一點上取得了突破。他們發現了一種新型石墨材料——泡沫石墨（graphite foam）。泡沫石墨剛好可以充當電池的正極（負極用鋁製成），而電解液則採用一種離子液體——即全由離子組成、室溫下呈液態的離子化合物，具體成分為一種有機鹽與氯化鋁的混合物。
新型鋁電池結構簡圖
泡沫石墨：電流的“高速公路”
戴宏傑發現的泡沫石墨的晶須（單晶中生長的短纖維）寬度約為100微米，且晶須之間有充裕的空間，形成一種開放的“框架結構”，AlCl4-離子能以非常快的速度在其中穿梭。經過實驗，研究人員驚訝地發現，石墨泡沫鋁電池的充電速率，達到了PG鋁電池的75倍——在一分鐘之內就可以完成充電。
泡沫石墨的掃描電子顯微圖像，可以看到其開放的框架結構
除此之外，戴宏傑團隊還對該電池進行了溫度測試，發現在850度的高溫下仍沒有發生劇烈的反應，使用較為安全。
戴宏傑表示，這種新型電池不僅可以用於柔性電子設備，它的超快充電速度和超長壽命，也意味著它可以用來存儲電網內的風能、太陽能等可再生能源。因此，雖然目前它的電壓僅能達到傳統鋰電池的一半，科學家還是相信，在正極材料的性能得到繼續提升後，新型鋁離子電池會引領電池界一場新的革命。
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參考文獻鏈接：
https://www.nature.com/articles/nature14340/figures/3
https://www.nature.com/articles/nature14340
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