Batterie a doppio ione (DIB), in cui sia i cationi che gli anioni sono coinvolti nella reazione elettrochimica di ossidoriduzione, costituiscono un candidato promettente per soddisfare i requisiti a basso costo delle applicazioni commerciali. Rispetto alle tradizionali batterie agli ioni di litio (LIB), hanno vantaggi come alta tensione di lavoro, ottima sicurezza, e rispetto dell'ambiente.

Un team di ricerca guidato dal Prof. Tang Yongbing e dal Dr. Zhou Xiaolong presso gli Istituti di tecnologia avanzata di Shenzhen (SIAT) dell'Accademia cinese delle scienze insieme ad altri collaboratori ha pubblicato congiuntamente un articolo di revisione invitato intitolato "Beyond Conventional Batteries:Strategies verso Low- Costo batterie Dual-Ion ad alte prestazioni" in Angewandte Chemie .

I DIB hanno attirato l'attenzione mondiale per la loro alta tensione di lavoro, basso costo, facilità di riciclaggio, e a basso impatto ambientale, ecc. Tuttavia, a causa della densità di compattazione della grafite e della limitazione della capacità teorica, la tradizionale struttura a doppio carbonio dei DIB ha una bassa densità di energia.

Nel 2016, Il gruppo del prof. TANG ha progettato un nuovo DIB in alluminio-grafite che ha realizzato l'idea di integrare gli elettrodi. Ha usato un foglio di alluminio, che è economico ed ecologico, come materiale catodico attivo e collettore di corrente allo stesso tempo, e grafite come materiale anodico per costruire un nuovo sistema DIB alluminio-grafite ad alta efficienza e basso costo.

L'anione e il catodo sono come il mandriano e la tessitrice, due amanti in una fiaba cinese, che possono incontrarsi solo una volta all'anno su un ponte di gazze nel cielo:i due amanti sono separati dalla vasta Via Lattea (elettroliti), ma con l'aiuto del ponte gazza (canale ionico), si incontrano (scarico), e poi tornare ai propri posti (a pagamento). Questo ciclo si ripete continuamente.

Le principali differenze tra DIB e LIB possono essere riassunte come:L'anione si intercala nel catodo durante la carica, che porta sia al diverso meccanismo di accumulo di energia elettrochimica che all'alta tensione di lavoro. Poiché gli anioni provengono da elettroliti, gli elettroliti sono anche considerati materiali attivi nei DIB; perciò, nel processo di carica-scarica, anioni e cationi vengono separati e riuniti nell'elettrolita.

Il team ha anche esteso la nuova idea di progettazione integrata all'abbondante sistema di batterie agli ioni metallici alcalini (terrosi alcaline). Hanno sviluppato con successo un DIB a base di sodio ecologico ed economico, il DIB a base di ioni di potassio, e la batteria agli ioni di calcio ad alta tensione di lavoro a temperatura ambiente, gettando così una base molto solida per l'applicazione industriale di tale tecnologia integrata.