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由于鋰離子電池的可靠性和高能量密度，在過去的幾十年里，鋰離子電池一直主導(dǎo)著這個(gè)領(lǐng)域。然而，鋰正變得越來(lái)越少，越來(lái)越昂貴，而且電池可能是危險(xiǎn)的，如果損壞或使用不當(dāng)，就會(huì)爆炸或爆裂成火焰。我們需要更便宜、更安全的替代品，特別是在世界向可再生能源和電動(dòng)汽車過渡的時(shí)候。

因此，麻省理工學(xué)院的團(tuán)隊(duì)開始用現(xiàn)成的、廉價(jià)的材料設(shè)計(jì)一種新型電池。經(jīng)過搜索和一些試驗(yàn)和錯(cuò)誤，他們決定用鋁作為一個(gè)電極，用硫作為另一個(gè)電極，再加上熔化的氯鋁酸鹽電解質(zhì)。所有這些成分不僅便宜而且常見，而且它們不易燃，所以沒有火災(zāi)或爆炸的危險(xiǎn)。

在測(cè)試中，該團(tuán)隊(duì)證明了新的電池單元可以承受數(shù)百次的充電循環(huán)，并且充電非?？?-在一些實(shí)驗(yàn)中，不到一分鐘。這種電池的價(jià)格只是類似大小的鋰離子電池的六分之一。

它們不僅可以在高達(dá)200°C的高溫下工作，而且實(shí)際上在更熱的時(shí)候工作得更好--在110°C時(shí)，電池的充電速度比25°C時(shí)快25倍。重要的是，研究人員說(shuō)，電池不需要任何外部能量來(lái)達(dá)到這種高溫--它通常的充電和放電循環(huán)足以使它保持這種溫度。

盡管選擇電解質(zhì)中的鹽的類型是因?yàn)樗娜埸c(diǎn)低，但它巧合地有另一個(gè)好處--它自然地防止枝晶的形成。這些金屬卷須，在兩個(gè)電極之間逐漸增長(zhǎng)，直到造成短路，是電池的一個(gè)主要障礙，特別是鋰離子電池。

該團(tuán)隊(duì)表示，這種電池設(shè)計(jì)最適合于幾十千瓦時(shí)的規(guī)模，比如用可再生資源為個(gè)人家庭供電。由于其快速充電，它們也可以作為電動(dòng)汽車的充電站而發(fā)揮作用。其他類型的電池，如最近使用熔鹽電解質(zhì)和鋁、鎳電極的設(shè)計(jì)，在電網(wǎng)規(guī)模下可以更好地工作。

鋁硫電池的專利已被授權(quán)給一家名為Avanti的衍生公司，該公司由描述該設(shè)計(jì)的研究報(bào)告的作者之一共同創(chuàng)立。研究人員計(jì)劃大規(guī)模建造它，并通過壓力測(cè)試來(lái)運(yùn)行它。

這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然》雜志上。