铝离子电池诞生,锂电池时代将被终结?
在Saturnose宣布研发出自己的商用级固态可充电铝离子固态电池之前,很多研究团队都在研究铝离子电池。其中,浙江大学高分子科学与工程系高朝教授领导的团队在2017年2月公布了一种以石墨烯薄膜为阴极,铝为阳极的电池设计。
但这些研究团队设计的铝离子电池都处于实验室阶段,暂时无法量产和商业化。的确,很多学者认为,铝离子电池有取代锂离子电池的潜力。
铝离子电池和锂离子电池在概率上非常相似,只不过它有铝阳极而不是锂阳极。从实验室已经设计出来的铝离子电池来看,铝离子电池的优势是容量密度更高、更安全、更便宜,而且用于制造电池的原材料比锂更丰富。
我们来看看铝离子电池的技术优势。
这种新化学成分的体积能量密度超过1500Wh/L,重量能量密度有望达到600Wh/kg以上。据介绍,一组150kW固体铝离子电池重565kg,可为电动汽车提供1200km的单次充电续航里程,可持续至少20000次充放电循环(相比之下,锂离子最大充放电循环次数为5000次),在车辆使用过程中可提供15年的稳定使用寿命。
达纳风险投资基金创始人加亚德·埃德(Ghayad Eid)表示:“这项实验和研究已经演变成一个工业过程,将铝转变成一种具有最佳电子密度的合金。”
Ea2I系统采用高能、蚀变、无序的岩盐结构作为阳极,目前正在测试样机。Eid说:“如果目前的每千瓦锂离子电池可以承受高达2000次循环,工作在150℃,那么这种铝离子至少可以承受每千瓦5000次循环,工作温度高达350℃,成本低得多。”
在获得专利的Ea2I化学工艺中,使用混合纳米技术开发快速充电电极和电解质,使用铝和铌,以及固体电解质。Ea2I化学不使用钴或镍,不会造成锂离子电池的枝晶生长和热失控起火问题,是向固态铝离子电池又迈进了一步。据说这使得它比锂离子电池技术便宜50%,并且具有更高的能量、容量、循环和电池寿命。
目前铝离子电池的潜力已经被多次证实,但是还没有进行过商用测试。