三倍續航、可實現“閃電充”!鋁電池橫空出世,是劃時代革新還是一場“實驗室美夢”?
財聯社12月8日訊,近期一則關於動力電池的勁爆信息在市場刷屏:一種性能強勁的鋁離子電池橫空出世,能量密度和續航能力可達現有電池三倍、安全性高、壽命長,更能夠實現“閃電充”,幾乎解決了現有商用動力電池所有的技術痛點。
據福布斯報道,亞洲電池研發公司Saturnose計劃推出一種固態可充電鋁離子電池Ea²I,使用鋁和鈮以及固態電解質,陰極採用岩鹽結構。這可能是世界上第一個商業級鋁離子固態電池,有望取代風險較大的鋰離子電池。Saturnose計劃在2022年對其實現商業化。
據悉,鋁離子電池的能量密度1500Wh/L,有望提供600Wh/kg能量(技術先進的三元電池目前能超過200Wh/kg)。該公司表示,一組15kW的鋁離子固態電池重量為565kg,能為電動汽車提供1200公里的續航(數倍於鋰電池),且支持20000次循環充放電,在汽車上能獲得長達15年的穩定壽命。該款電池不僅不使用鎳和鈷,充電時間還短得驚人。
由於生產成本與消費地域的變化,全球電解鋁產能在近10年中已形成了從北美及歐洲到中國的轉移,產量的年均複合增速達到了10.81%,遠超全球平均水平。如能夠在動力電池技術路線中實施鋁離子路線的應用,將對鋁的基本面形成更強的支撐。
但鋁離子路線電池最吸引市場關注的焦點還在其性價比。2021年,受新能源車放量影響,應用於三元、磷酸鐵鋰電池的主要能源金屬鋰和鈷價格已“飈出天際”。
以最新的市場價計算,金屬鋰噸價已經60倍於金屬鋁,電解鈷也已攀上45萬元/噸大關。市場迫切地尋找着更具性價比的材料。
從技術上來説,鋁離子電池的應用具有廣闊前景。此前,在2015年,斯坦福大學華裔化學教授戴宏傑(Hongjie Dai)團隊就已發明了第一批高性能鋁離子電池併發布在當年的期刊《自然》上,利用該鋁電池模型,電池充電時間被急劇減少至一分鐘。
不僅有斯坦福大學的研究成果,布里斯班石墨烯製造集團(Graphene Manufacturing Group,簡稱GMG)還進一步開發了石墨烯鋁離子電池,具有“出色的高倍率性能”。在斯坦福大學的前期研究成果上大大進步,並在今年年底前開始了紐扣電池試生產。
為什麼這一萬眾矚目的電池革新選擇了鋁金屬?
鋁元素在地殼中存在較豐富且輕質,呈三價存在,比許多其他金屬具有更高的能量存儲能力。當電池充電時,鋁離子返回到負極,每個離子可以交換三個電子,而鋰離子的速度極限只有一個電子。
此前鋁很難集成到電池的電極中是因為它與玻纖隔板發生化學反應,研究人員設計了一種交織碳纖維基材,與鋁形成更牢固的化學鍵。
但Saturnose商業化量產鋁離子電池的可能性仍要打上問號。
據Saturnose稱,Ea²I電池最初由沙特阿拉伯的Dana Venture Fund提供兩輪孵化資金,過去五年一直處於“保密開發”狀態。僅有福布斯的報道對其進行了描述,未見於權威技術網站。其官網也較為簡陋,充斥着大量研究報告摘錄的圖片。雖然其表示將在印度理工學院德里分校建立自己的技術中心,並與德國THM Fraunhofer合作,但一切目前尚未落地。
是否能夠大規模實現技術革新,仍要在其商業化後,經歷市場的檢驗。