随着新能源汽车的发展，动力电池的需求在近近几年间得到了暴涨。锂元素作为动力电池的核心元素，由于其在地壳中的含量较低，使得动力电池的一个关键研究方向为寻找锂元素的替代元素制作高性能的动力电池。其中，铝是地壳中最为丰富的金属元素之一，作为动力电池的关键元素具有十分可观的前景，但是铝十分活泼容易形成致密的氧化层，并且作为负极材料铝易于产生枝晶，因此铝电池难以实现产业化。

       近期，北京大学的庞全全团队联合麻省理工的Donald R. Sadoway团队在无枝晶高性能铝电池上取得了重大的突破。他们发展出了一种利用NaCl-KCl-AlCl3组成的熔盐作为电解质的铝硫原电池。这种电池可以实现在高达200 ℃的条件下快速充电，并且保持着210 mAh g–1的电池容量。该电池可以在非常高的充电速率下经历数百个循环，而不形成铝枝晶。对于可扩展性而言，值得注意的是铝硫电池的电池成本预计将不到目前锂离子电池的六分之一。这种电池主要由丰富的地球元素组成，可以实现大量地获取，并且，这种电池也只是在在略高于水沸点的中等温度下运行。综上所述，庞全全团队研发出的铝电池具有低成本、可充电、耐磨损、可回收等现有动力电池所需的所有重要特性。该工作以题为“Fast-charging aluminium–chalcogen batteries resistant to dendritic shorting”的文章发表于Nature上。

           小结：庞全全团队研发出了一种高性能的Al|NaCl-KCl-AlCl3|S电池，该电池能量密度可以达到526 mAhg-1，性能与商业用的石墨-NMC622(LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2)体系锂电池相当。在实际应用中，Al|NaCl-KCl-AlCl3|S电池可以在C/5下在100个循环中维持520 mAhg-1的高容量。由于铝、硫、氯化钠、氯化钾和氯化铝等所有组成电池的物质在地球上丰度都很高，因此这种Al-S电池的电池级成本低至每千瓦时8.99美元，是目前锂离子电池的12-16%。这种电解质还可以抑制枝晶的生长，在循环过程中不会导致电池性能的明显恶化。其次熔盐电解液在工作温度和500°C范围内具有热稳定和非挥发性，因此不容易造成热失控和火灾。这些特性使得该类电池在用作电动汽车动力电池上具有极大的商业价值。

来源：高分子科学前沿