12分钟充满/1200公里续航！成本大降50%！锂电池将被取代？
- 来源：OFweek锂电网
- 2021/12/17 9:28:23
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近日，动力电池领域迎来爆炸性新闻：来自印度的Saturnose公司宣称，其研发出了一款革命性的新能源电池——铝离子电池，这款电池充满电只需要12分钟，并且可以实现1200km续航，每升的能量密度为1500Wh/L，并且有望在将来达到5500Wh/L。即这款铝离子电池可以提供600wh/kg能量。
更重要的是，Saturnose公司称这款铝离子电池计划2022年大规模商用！
据悉，该铝离子电池还具有更好的安全性：对比高镍三元锂电池200℃左右的热失控温度，铝离子电池的热失控温度更高。
还具有更低的成本优势：铝电池的成本将是锂电池的一半，大约65美元/kW，无需使用镍和钴，而且铝元素在地壳中的丰度远胜于锂，不必担心原材料短缺导致的成本上涨。
还具有超长的寿命：循环寿命高达20000次，对比锂电池超级加倍，高达200万公里的全寿命可用续航，满足15年的车辆使用……
目前主流的两种锂电池，磷酸铁锂电池系统的能量密度大概在150Wh/kg左右，三元锂电池系统能超过200Wh/kg的也廖廖可数。也就是说，这种新型的铝离子电池(Ea2I)的能量密度达到了目前主流电池的三倍以上。
如果铝离子电池能够实现商用的话，电池续航至少可以提高三倍。
Saturnose公司称，“一组重量565kg，150kwh的铝离子电池组，可以为电动汽车带来超过1200km的续航里程。”
什么是铝金属电池
来自百度百科方面的解释显示，铝离子电池是一类可充电电池，放电时，铝离子从阴极移动到阳极；充电时，铝离子又回到阴极。
铝离子电池可以在很短的时间内充满电，并可以反复充电7500次。
铝离子电池的原理和化学方程式其实很简单，铝电池以高纯度铝Al(含铝99.99%)为负极、氧为正极，以氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)水溶液为电解质。铝摄取空气中的氧，在电池放电时产生化学反应，铝和氧作用转化为氧化铝。
铝电池是一种无污染、长效、稳定可靠的电源，是一款对环境十分友好的电池。电池的结构以及使用的原材料可根据不同使用环境和要求而变动，具有很大的适应性，既能用于陆地也能用于深海，既可做动力电池，又能作长寿命高比能的信号电池。
看上去很美好。事实上，铝电池早在20世纪60年代便已问世，并具有非常高的能量密度。铝空气电池由催化空气阴极、电解质和金属铝阳极组成，其理论能量比为8.1千瓦时/千克，仅次于锂-空气电池的13.0千瓦时/千克。
然而，由于铝空气电池在放电过程中阳极腐蚀会产生氢，这不仅会导致阳极材料的过度消耗，而且还会增加电池内部的电学损耗，因而严重阻碍了铝-空气电池的商业化进程。
以往解决以上问题的方法主要是将高纯度金属铝中掺杂特定的合金元素以提高金属铝阳极耐腐蚀性，或者在电解质中添加腐蚀抑制剂。
铝电池还有一个致命缺陷——腐蚀。
若不使用锂离子电池一个月，它们会损失5%的电量，而铝电池由于铝受到腐蚀的因素，会损失掉80%电量。
谁是锂电池“颠覆者”？
目前市场上的主流当然是锂离子电池。不过，锂离子电池不仅能量密度无法达到理论最高值，在大电流下工作，还有可能出现锂枝晶，从而刺破隔膜导致短路。液态电解质在高温下也容易发生副反应、氧化分解、产生气体，很容易发生燃烧等安全隐患。
为了提高锂电池的能量密度和安全性，业内推出了固态锂电池和锂硫电池等新型电池。
固态锂电池方面，它是把液态电解质替换为固态物质，提高了锂离子或金属锂的材料密度，能传导更大的电流，进而提升电池容量。因为固态电池中没有电解液，更安全，体积更小能量密度更大。
传统锂离子电池中，需要使用隔膜和电解液，它们加起来占据了电池中近40%的体积和25%的质量。而用固态电解质，正负极之间的距离可以缩短到甚至只有几到十几个微米，这样电池的厚度就能大大地降低，固态锂电池能有效减轻电池重量。因此全固态电池技术是电池小型化，薄膜化的必经之路。
全固态电池技术也被市场认为是下一代电池技术。
锂硫电池方面，它以硫为正极反应物质，以锂为负极。放电时负极反应为锂失去电子变为锂离子，正极反应为硫与锂离子及电子反应生成硫化物，正极和负极反应的电势差即为锂硫电池所提供的放电电压。在外加电压作用下，锂硫电池的正极和负极反应逆向进行，即为充电过程。
锂硫电池的理论放电质量比能量为2600Wh/kg。
固态锂电池和锂硫电池，都是很有希望能提高锂电池功率密度的新技术，液态锂电池的成本大约在1200-2000元/千瓦时，但如果使用现有技术制造足以为智能手机供电的固态电池，其成本会高达6万元，更别说为汽车供电的固态电池成本了，所以固态锂电池和锂硫电池目前离产品市场化还有一段距离。
氢燃料电池则又是另一条赛道。除了零排放无污染外，氢燃料电池能量密度极高，只需要3-5分钟就能充满燃料，符合传统加油习惯，提高了用车效率，除了催化剂使用铂金外，其他没有什么稀有金属，铂金本身也可以回收，使用中排放的仅仅是水，似乎是非常理想的能源。
但目前阻碍氢燃料电池发展的是：整车造价、加氢站建设、制氢成本。氢能源很有可能是长远目标，但短期实现还有一段路要走，例如有待更经济有效的降低成本的制氢方法出现。
谁是锂电池“颠覆者”？有可能是固态电池，有可能是锂硫电池，有可能是氢燃料电池，也有可能是铝电池。
关于印度Saturnose公司
根据公开资料，Saturnose公司今年4月份才刚刚成立。
不过，据Saturnose公司声称，他们研究铝离子电池已经有5年时间了。“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。”
据了解，目前印度政府已经开始支持这家公司，并准备为其在德里印度理工学院设立研发中心。同时，Saturnose还计划与德国的弗劳恩霍夫高性能材料技术中心合作。但一切目前尚未落地。
至此，已经没有更多的关于这家公司的信息。
市场认为，Saturnose只是一家“PPT公司”。
总结
如果明年真的能看到全新的铝电池量产，那么它确实能够颠覆当前的锂电池，并为全球的能源发展作出巨大贡献。
不过，相比每年实打实投入几十亿研发费用的电池巨头，名不见经传的Saturnose公司既无专利储备又无权威背书，却宣称能将现有的续航水平直接翻倍，与其说是技术革命，更像是骗钱炒作，多少有些让人信心不足。
更大的可能是，技术的演变不会一步登天，固态电池、氢燃料电池等技术路线，较铝电池技术路线更加可靠！
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