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2022年投产!世界第一款商用铝离子固态电池

盖世大V说 汽车商业评论 2021-12-03 11:39:35

2022年投产!世界第一款商用铝离子固态电池

2022年投产!世界第一款商用铝离子固态电池

撰文 / 朱 琳

编辑 / 涂彦平

设计 / 赵昊然

来源 / Forbes,作者:Michael Taylor

汽车电池化学的长期前景看起来越来越像是铝电池的未来,沙特支持的印度研究者Saturnose成为最新加入铝离子电池竞赛的人。

Saturnose计划公开发布其增强蚀变铝离子(Enhanced Altered Aluminum Ion,简称Ea²I)电池化学成分的独立测试,并计划推出固态可充电铝电池。

据称,2022年投产后,它将成为世界上第一款商用铝离子固态电池,届时它将开始漫长而缓慢的进程,以取代风险更高的锂离子电池化学成分。

这种新型化学物质的能量密度超过1500Wh/L,有望每公斤输送超过600Wh的能量。

Saturnose的Ea2I电池拥有更高的能量密度 ▼

2022年投产!世界第一款商用铝离子固态电池

Saturnose声称,一组15 kW的固态铝离子电池将重达565公斤,提供1200公里的电动汽车续航里程,并能持续至少20000次充放电循环。

Saturnose还称,这种新的化学物质至少是目前最好的锂离子电池充放电周期的三倍。

在Saturnose的发现之前,斯坦福大学和澳大利亚石墨烯制造集团已经发布了铝离子电池化学研究。

Saturnose的Ea2I电池最初由沙特阿拉伯的Dana风投基金(Dana Venture Fund)提供两轮种子基金支持,五年来一直在“秘密”研发,学术研究在两大洲进行协同。

Saturnose的Ea2I电池拥有更长的使用寿命 ▼

2022年投产!世界第一款商用铝离子固态电池

Dana风投基金创始人加亚德·艾德(Ghayad Eid)坚称:“实验的目标是创造一种电池,它可以在成本、性能和使用寿命方面对取代化石燃料内燃机产生重大影响。”

“实验和研究演变成一个工业流程,将铝转化为我们能达到的最佳电池密度的合金。”

艾德称Ea2I的化学成分向固态铝离子电池又迈进了一步,并坚称其不使用钴或镍,不会出现锂离子的枝晶和热失控火灾问题。

Saturnose的Ea2I电池更安全,不会出现火灾问题 ▼

2022年投产!世界第一款商用铝离子固态电池

据称,它可以提供多达20000次充放电循环(相比之下,锂离子电池最多可达5000次),在汽车使用中可提供长达15年的稳定寿命。

Ea2I系统使用高能量、蚀变和无序的岩盐结构作为其阴极,它的原型电池目前正在测试中。

艾德说:“每个人都希望未来的电池使用的不是锂。”

“目前,每千瓦的锂离子电池,如果规定它可以承受2000次循环,可以在高达150摄氏度的温度下工作。”

“我们将使铝离子电池每千瓦能承受至少5000次循环,能在350度的温度下工作,且成本更低,比如从每千瓦150美元降低到45美元。”

Saturnose的Ea2I电池成本更低 ▼

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该技术的商业化也通过使用研究设施得到了印度政府的支持,以及得到了Sanmina公司的商业发展副总裁Debasish Choudhury的支持。

他们计划在印度建立一家电池工厂,以回报该国在电池化学领域投入的深厚学术和发展资源。

Saturnose计划在其主要的电池研究中心——印度理工学院德里分校建立自己的技术中心,并与德国的弗劳恩霍夫高性能材料技术中心(THM Fraunhofer)合作,后者的想法为Saturnose提供了一些最初的研究成果。

Ea2I化学专利背后的工艺使用混合纳米技术来开发其快速充电电极和电解质。它使用铝和铌以及固态电解质。

据称,它比锂离子电池技术便宜50%,而且具有更高的比能、容量、循环和电池寿命。

Saturnose还计划嵌入其当前的系统,以兼容其下一个阶段,其中包括将电池和电子系统融合在一个单一的控制台。

铝离子电池的潜力已被反复证实,但尚未进行商业测试。

Saturnose的Ea2I电池拥有更快的充电速度 ▼

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“我们已经演示了从废弃锂离子电池中回收石墨,并将回收的材料重新用于下一代铝离子电池的正极。”2020年发表在爱思唯尔上的《可持续材料与技术》研究论文称。

“回收的石墨具有更大的层间距,这表明在充放电过程中有效地促进铝离子的嵌入/脱离。”

“卓越的铝离子存储性能实现了在电流密度为50 mA g−1时,充电容量达到124 mAh g−1。即使在施加电流增加到500 mA g−1时,该材料仍保持了55 mAh g−1的容量,显示了其提供高速率性能的能力。

“充放电循环进一步表明,即使在300 mA g−1的高速率下循环6700次,石墨仍能保持其初始容量的81%。”

“这种优异的铝离子存储性能使回收的石墨成为一种很有前途的正极材料,为回收大量锂离子废料提供了可能的解决方案。同时,这种材料有助于开发替代性可持续电池技术,作为锂离子电池的替代品。”