三倍續(xù)航、可實(shí)現(xiàn)"閃電充"的鋁電池來了！

近期一則關(guān)于動(dòng)力電池的勁爆信息在市場刷屏：一種性能強(qiáng)勁的鋁離子電池橫空出世，能量密度和續(xù)航能力可達(dá)現(xiàn)有電池三倍、安全性高、壽命長，更能夠?qū)崿F(xiàn)“閃電充”，幾乎解決了現(xiàn)有商用動(dòng)力電池所有的技術(shù)痛點(diǎn)。

據(jù)福布斯報(bào)道，亞洲電池研發(fā)公司Saturnose計(jì)劃推出一種固態(tài)可充電鋁離子電池Ea2I，使用鋁和鈮以及固態(tài)電解質(zhì)，陰極采用巖鹽結(jié)構(gòu)。這可能是世界上第一個(gè)商業(yè)級(jí)鋁離子固態(tài)電池，有望取代風(fēng)險(xiǎn)較大的鋰離子電池。Saturnose計(jì)劃在2022年對(duì)其實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

據(jù)悉，鋁離子電池的能量密度1500Wh/L，有望提供600Wh/kg能量(技術(shù)先進(jìn)的三元電池目前能超過200Wh/kg)。

該公司表示，一組150kW的鋁離子固態(tài)電池重量為565kg，能為電動(dòng)汽車提供1200公里的續(xù)航(數(shù)倍于鋰電池)，且支持20000次循環(huán)充放電，在汽車上能獲得長達(dá)15年的穩(wěn)定壽命。該款電池不僅不使用鎳和鈷，充電時(shí)間還短得驚人。

由于生產(chǎn)成本與消費(fèi)地域的變化，全球電解鋁產(chǎn)能在近10年中已形成了從北美及歐洲到中國的轉(zhuǎn)移，產(chǎn)量的年均復(fù)合增速達(dá)到了10.81%，遠(yuǎn)超全球平均水平。如能夠在動(dòng)力電池技術(shù)路線中實(shí)施鋁離子路線的應(yīng)用，將對(duì)鋁的基本面形成更強(qiáng)的支撐。

但鋁離子路線電池最吸引市場關(guān)注的焦點(diǎn)還在其性價(jià)比。2021年，受新能源車放量影響，應(yīng)用于三元、磷酸鐵鋰電池的主要能源金屬鋰和鈷價(jià)格已“飚出天際”。

以最新的市場價(jià)計(jì)算，金屬鋰噸價(jià)已經(jīng)60倍于金屬鋁，電解鈷也已攀上45萬元/噸大關(guān)。市場迫切地尋找著更具性價(jià)比的材料。

從技術(shù)上來說，鋁離子電池的應(yīng)用具有廣闊前景。此前，在2015年，斯坦福大學(xué)華裔化學(xué)教授戴宏杰(Hongjie Dai)團(tuán)隊(duì)就已發(fā)明了第一批高性能鋁離子電池并發(fā)布在當(dāng)年的期刊《自然》上，利用該鋁電池模型，電池充電時(shí)間被急劇減少至一分鐘。

不僅有斯坦福大學(xué)的研究成果，布里斯班石墨烯制造集團(tuán)(Graphene Manufacturing Group，簡稱GMG)還進(jìn)一步開發(fā)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(xué)的前期研究成果上大大進(jìn)步，并在今年年底前開始了紐扣電池試生產(chǎn)。

為什么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(zhì)，呈三價(jià)存在，比許多其他金屬具有更高的能量存儲(chǔ)能力。當(dāng)電池充電時(shí)，鋁離子返回到負(fù)極，每個(gè)離子可以交換三個(gè)電子，而鋰離子的速度極限只有一個(gè)電子。

此前鋁很難集成到電池的電極中是因?yàn)樗c玻纖隔板發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，研究人員設(shè)計(jì)了一種交織碳纖維基材，與鋁形成更牢固的化學(xué)鍵。

但Saturnose商業(yè)化量產(chǎn)鋁離子電池的可能性仍要打上問號(hào)。

據(jù)Saturnose稱，Ea?I電池最初由沙特阿拉伯的Dana Venture Fund提供兩輪孵化資金，過去五年一直處于“保密開發(fā)”狀態(tài)。僅有福布斯的報(bào)道對(duì)其進(jìn)行了描述，未見于權(quán)威技術(shù)網(wǎng)站。其官網(wǎng)也較為簡陋，充斥著大量研究報(bào)告摘錄的圖片。雖然其表示將在印度理工學(xué)院德里分校建立自己的技術(shù)中心，并與德國THM Fraunhofer合作，但一切目前尚未落地。

是否能夠大規(guī)模實(shí)現(xiàn)技術(shù)革新，仍要在其商業(yè)化后，經(jīng)歷市場的檢驗(yàn)。