Dubbeljonbatterier (DIB), där både katjoner och anjoner är involverade i den elektrokemiska redoxreaktionen, utgöra en lovande kandidat för att möta lågkostnadskraven för kommersiella applikationer. Jämfört med konventionella litiumjonbatterier (LIB), de har fördelar som hög arbetsspänning, utmärkt säkerhet, och miljövänlighet.

En forskargrupp ledd av prof. Tang Yongbing och dr. Zhou Xiaolong vid Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT) vid den kinesiska vetenskapsakademin publicerade tillsammans med andra samarbetspartners en inbjuden recensionsartikel med titeln "Beyond Conventional Batteries:Strategies to Low- Prisvärda Dual-Ion-batterier med hög prestanda" in Angewandte Chemie .

DIB:er har väckt uppmärksamhet över hela världen för sin höga arbetsspänning, låg kostnad, enkel återvinning, och låg miljöpåverkan, etc. Emellertid, på grund av komprimeringsdensiteten hos grafit och begränsningen av teoretisk kapacitet, den traditionella dubbla kolstrukturen hos DIB har en låg energitäthet.

2016, Prof. TANGs grupp designade en ny aluminium-grafit DIB som insåg tanken på att integrera elektroderna. Den använde aluminiumfolie, som är billigt och miljövänligt, som katodaktivt material och strömkollektor samtidigt, och grafit som anodmaterial för att bygga ett nytt aluminium-grafit DIB-system med hög effektivitet och låg kostnad.

Anjonen och katoden är som Koherden och Weaver Girl, två älskare i en kinesisk saga, som bara kan träffas en gång om året på en magpie bridge på himlen:De två älskarna separeras av den stora Vintergatan (elektrolyter), men med hjälp av skatabryggan (jonkanalen), de möter varandra (urladdning), och sedan återvända till sina egna platser (avgift). Denna cykel upprepas kontinuerligt.

De viktigaste skillnaderna mellan DIB och LIB kan sammanfattas som:Anjonen interkaleras in i katoden under laddning, vilket leder till både den olika elektrokemiska energilagringsmekanismen och hög arbetsspänning. Eftersom anjonerna kommer från elektrolyter, elektrolyterna anses också vara aktiva material i DIB; därför, i laddningsprocessen, anjoner och katjoner separeras och återförenas i elektrolyten.

Teamet utökade också den nya idén med integrerad design till det rikliga alkalimetalljonbatterisystemet (alkalisk jord). De utvecklade framgångsrikt en miljövänlig och billig natriumbaserad DIB - den kaliumjonbaserade DIB - och det rumstempererade kalciumjonbatteriet med hög arbetsspänning, lägger därmed en mycket solid grund för industriell tillämpning av sådan integrerad teknik.