在Saturnose宣布研發出自己的商用級固態可充電鋁離子固態電池之前,很多研究團隊都在研究鋁離子電池。其中,浙江大學高分子科學與工程系高朝教授領導的團隊在2017年2月公布了壹種以石墨烯薄膜為陰極,鋁為陽極的電池設計。
但這些研究團隊設計的鋁離子電池都處於實驗室階段,暫時無法量產和商業化。的確,很多學者認為,鋁離子電池有取代鋰離子電池的潛力。
鋁離子電池和鋰離子電池在概率上非常相似,只不過它有鋁陽極而不是鋰陽極。從實驗室已經設計出來的鋁離子電池來看,鋁離子電池的優勢是容量密度更高、更安全、更便宜,而且用於制造電池的原材料比鋰更豐富。
我們來看看鋁離子電池的技術優勢。
這種新化學成分的體積能量密度超過1500Wh/L,重量能量密度有望達到600Wh/kg以上。據介紹,壹組150kW固體鋁離子電池重565kg,可為電動汽車提供1200km的單次充電續航裏程,可持續至少20000次充放電循環(相比之下,鋰離子最大充放電循環次數為5000次),在車輛使用過程中可提供15年的穩定使用壽命。
達納風險投資基金創始人加亞德·埃德(Ghayad Eid)表示:“這項實驗和研究已經演變成壹個工業過程,將鋁轉變成壹種具有最佳電子密度的合金。”
Ea2I系統采用高能、蝕變、無序的巖鹽結構作為陽極,目前正在測試樣機。Eid說:“如果目前的每千瓦鋰離子電池可以承受高達2000次循環,工作在150℃,那麽這種鋁離子至少可以承受每千瓦5000次循環,工作溫度高達350℃,成本低得多。”
在獲得專利的Ea2I化學工藝中,使用混合納米技術開發快速充電電極和電解質,使用鋁和鈮,以及固體電解質。Ea2I化學不使用鈷或鎳,不會造成鋰離子電池的枝晶生長和熱失控起火問題,是向固態鋁離子電池又邁進了壹步。據說這使得它比鋰離子電池技術便宜50%,並且具有更高的能量、容量、循環和電池壽命。
目前鋁離子電池的潛力已經被多次證實,但是還沒有進行過商用測試。