铝离子固态电池怎么样与铝离子固态电池上市

盖世汽车讯 私人、公共和商业运输(汽车、公交车、卡车)等电动汽车对电池需求不断增加,因而人们开始研发铝离子电池以满足需求。而电动汽车需要大量的电力才能正常运行,因而对电池产生了高要求,导致电池必须能够进行快速、剧烈的电化学反应,以驱动外部电力(如电机、电子设备等)。但是此类反应反过来会对电池造成很大的机械压力和热应力。而目前的电池技术使用液体作为电解质,此类介质有助于将离子从一个电极传输至另一个电极,但是此类电解质由有机分子组成,极易燃烧和挥发。因此,导致电动汽车电池有较高的爆炸、起火、排气或故障的安全风险。

据外媒报道,美国雪城大学(Syracuse University )的侯赛因研究小组(Hosein Research Group)研发出一种新型固体电解质,用以替代目前铝离子电池中的液体电解质,使其能够满足汽车等高需求应用。该电解质由一种非常柔软的聚合物和一种非常坚硬的环氧树脂组成,聚合物也让铝离子渗透,而环氧树脂提供了热稳定性和耐久性。该聚合物通过溶解铝盐(如硝酸铝)到聚合物基质中转化为铝离子电解质。

目前,侯赛因研究小组正积极致力于实现全固态铝离子电池的制造,该电池包括电解质在内的所有组件都是固态,将帮助将铝离子电池纳入汽车等高需求应用中。

铝离子电池是很有前景的下一代电池技术,可以满足未来的能源输送需求,结构与锂离子相同,只是锂被铝所取代了。铝是地球地壳中第三丰富的元素,也是非常廉价的锂金属替代物。由铝制成的电池具有最高电压,可存储最多能量,并且提供最高电流,其存储容量是锂离子电池的4倍,而且携带的电荷是锂离子电池的3倍。

而锂只占地球地壳的0.7%,人们越来越担心锂离子电池能否满足全球日益增长的需求,而且其不断上升的成本以及高度稀缺性也迫使人们开始寻找和研发更可行的替代方案。铝离子电池可能就是后锂离子电池时代的下一代存储技术。

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大家都知道,现在我们生活中已经出现了新能源汽车。从某种意义上来说,新能源汽车要比燃油车更受欢迎,毕竟在全球油价增长的背景下,新能源汽车的出行成本要比燃油车低很多。

铝离子电池将问世

12月3日,一家印度公司Saturnos宣布,将公布其增强型铝离子电池的测试结果,并计划最快于2022年推出其固态可充电铝电池。

据报道,Saturnose由沙特阿拉伯的风投基金提供资金支持,五年来一直在“秘密”研发铝离子电池,近期终于有了重大进展。若成功推出,这将是全球首款商用铝离子固态电池。

Saturnos的铝离子电池,在能量密度、安全性、价格上、充电时间上,都吊打锂离子电池。

铝离子电池能量密度约为600Wh/kg,而目前锂离子电池的能量密度为150~350Wh/kg,磷酸铁锂电池在140Wh/kg左右。铝离子电池的能量密度是当前新能源电池的2~4倍。

Saturnose声称,一组150kW的固态铝离子电池重565公斤,续航1200公里,并能持续至少20000次充放电循环,在汽车使用中可提供长达15年的稳定寿命。

这续航能力,是现有电动车的3倍。循环次数是现有电动车的6~7倍。最关键的是,铝离子电池不需要钴或镍。这有两个好处,一是安全,二是便宜。

不使用钴和镍,就不存在锂离子电池面临的燃爆问题。当前,安全问题是阻碍新能源汽车普及的一大问题。

电动车在大马路上或停车场内自燃的事故,时有出现。这样的新闻,每出现一次,就给新能源汽车行业浇了盆冷水。许多人不愿意买新能源车的原因,就是担心电池会爆炸。成本上,铝离子电池也有很大的优势。由于不含稀有金属,铝离子电池比锂离子电池便宜了50%。

此外,铝离子电池的充电时间,也短得感人。

Saturnose公布的充电时间是12分钟。不仅是Saturnose,全球也有其他机构在研制铝离子电池,实验室中甚至有只需1分钟、几秒钟就充满的。充电太久,是许多人不愿意买新能车的另一个原因。铝离子电池若顺利问世,充电问题也顺利得到解决。几分钟充满电,甚至比一些加油站还要快。单看这些数据,铝电池取代锂电池,似乎是必然的了。

不过,铝电池距离商业化还有较长一段时间。等到汽车厂大规模使用,又要一段时间。

铝空产业剑指千亿市场

新技术牵引新产业,铝空动力产业呼之欲出。据悉,他们正加大技术开发,努力构建铝燃料产业大循环。

据介绍,根据他们现在的技术,普通甚至废弃的铝材料可以变为燃料,实现发电。电池放电的副产品氢氧化铝又可以大量用作金属阻燃剂,实现回收利用。过剩的氢氧化铝通过分离,可以生成直径30纳米的颗粒状三氧化二铝,可采用绿色电解铝工艺,再次成为铝燃料,实现产业大循环,推动绿色发展。

铝资源的蕴含量远大于锂,原料成本上优势明显,“以后如果产业链成熟起来,铝电池回收也是一笔生意。”王为表示,这意味着用户用完铝电池后,可以将副产品再卖给电池生产厂家,或者由专门的企业回收。

锂电池尚未发展成熟,欲“取而代之”的新产品已受到资本关注。据了解,除了德阳这家公司,云铝股份今年10月22日发布公告称,公司组建新公司,投资建设铝空电池产业化项目。

业内人士分析指出,铝空间电池的产业化,对于能源产业来说是一次突破进展,如果真正用于新能源汽车,那将是一个千亿元的市场。