當前手機、筆電、行動電源、相機甚至特斯拉電動車等，普遍使用的鋰離子電池，生活中已經少不它。鋰是一種活潑的元素，手機突然起火燃燒，造成生命財產損失的事件，時有所聞，來自電池中的鋰元素設計控制不好。
史丹福大學終身教授戴宏杰與任職工研院綠能所的材料博士林孟昌攜手合作，組成台、美研究團隊，開發出比鋰離子電池更安全、耐用、超高速充放電的鋁離子電池。這個由全華人研究團隊所發明的鋁離子電池，可說是電池科技的一大突破！未來量產後，可提供快速充電的優勢，對於沒耐心的現代人們來說，極富吸引力！

文／陳淑芬
部分圖片提供／工業技術研究院

鋰的能量密度高，是當前可重複充放電電池的首選材料，但價格也高。地殼蘊藏大量豐富的鋁元素，量多又容易取得，且具備高電容量特性， 與鋰、鈉、鉀等電池材料比較，儲電成本相對較低廉。

一直以來， 科學家們嘗試將鋁金屬運用於可重複充放電的電池上，30 年來未見突破，計畫主持人、鋁離子電池共同發明人之一戴宏杰表示：「其他實驗室開發的鋁電池，只充放電100次即無法再使用。」

工研院與美國史丹福大學的團隊， 共同找出提升鋁離子電池效能的重大突破──關鍵材料、充放電達10,000次依然不減損儲電量、運行機制最佳化等。由工研院材料博士林孟昌擔任第一作者的論文〈超快速充放電鋁離子電池〉（An ultrafast rechargeable aluminum-ion battery），登上百年歷史的權威英國《Nature》雜誌（2015年4月第520期）。

充放電10,000次　效能不減損

常用的鋰離子電池充飽電耗費數小時，約可循環充電1,000次，電池效能還會遞減，使用年限約3年。汽車、摩托車用的鉛酸蓄電池，常態使用下則僅能循環約300次。

電池的化學能轉換成電能時， 必定會發熱、耗損，能量密度雖是鋰離子電池的5分之1，鋁離子電池充放電達10,000次亦不減損其效能，預估使用年限可達10年； 而鉛酸蓄電池，最多放出3成電力後就必須再充滿電，無論有無使用，約3～5年即需回收。

「運行機制最佳化」讓鋁離子電池可以1分鐘充放電，而且使用中即使遭到撓曲彎折，甚至鑽孔破壞，本身也不會升溫、燃燒或爆炸，可以繼續放電。

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