林孟昌教授于2015年在顶级期刊《自然》首次报道了可高速充放电的铝离子电池,突破了近三十年来铝离子电池循环稳定性不佳的技术瓶颈。目前,团队在石墨正极材料的铝离子动力和储能技术基础研究上达到世界领先水平,研究成果相继在Nature《自然》、Nature Communications《自然-通讯》、Proceedings of the National Academy of Sciences《美国科学院院报》、Advanced Materials《先进材料》等国际知名顶级期刊上发表。
图 1 铝离子电池工作原理示意图及电池性能分析
学院通过产学研合作,针对目前动力及储能技术行业的需求和存在的问题,从铝离子电池关键材料与技术、铝离子电池规模化生产设备与工艺开发、铝离子电池电源管理技术、铝离子电池储能及并网系统设计等四个方面进行分析,深入开展电池材料设计和储能技术研究。目前,已自主建成世界首条铝离子电池中试生产线,具备批量化生产能力。铝离子电池单体已通过GB T36276(电力储能)和GB T31485(动力电池)等两项电池国标认证;电池模组已经完成热感应巡检机器人、光储系统与电动自行车等应用测试。
图 2 铝离子电池应用示范
未来,学院研发的铝离子电池技术,可广泛应用于在海上风电、海洋潮汐发电等可再生能源储电系统,电网公司备援电力与热感应机器人电源,岸电与船舶供电系统,机场远位机供电系统等环境苛刻、安全性和稳定性要求较高的使用场景。
图 3 铝离子电池系统用于稳定可再生能源发电的应用场景