據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》12月21日報(bào)道罢摧,日本千葉大學(xué)研發(fā)出一款用儲量豐富的金屬鋁制造的蓄電池若专。與鋰電池相比鹃封,鋁電池面臨的資源供應(yīng)風(fēng)險更低掰烟,且在同樣的重量條件下去弹,鋁電池蓄積的電量可能是鋰電池的數(shù)倍刚驶。雖然延長電池壽命的問題依然有待解決齿雕,但這種使用儲量豐富的資源生產(chǎn)的電池一旦能投入商用条馍,無疑將成為建立脫碳社會所需的一項(xiàng)重要技術(shù)。
在電動汽車和智能手機(jī)中廣泛使用的鋰電池赂相,面臨如何確保原材料穩(wěn)定供給的問題寓鳄。
蓄電池的工作原理是,存在于正極和負(fù)極之間電解液中的離子來回移動以實(shí)現(xiàn)充放電晋挑。
一般來說跛孕,鋰電池會使用鈷、錳肄寻、鎳和鋰等金屬作為正極舟鲁、石墨作為負(fù)極,電解液則使用溶解有鋰的有機(jī)溶劑串锁,涉及到的材料都是稀有金屬坡沿。這就使得人們有必要開發(fā)一種幾乎沒有資源供應(yīng)風(fēng)險的全新蓄電池。
無論從資源儲量還是性能方面看钾埂,由“多價離子”組成的金屬都有望成為新的電池原材料河闰。鋁、鈣勃教、鎂和鋅等都可能成為候選金屬淤击。這些金屬除了儲量豐富外,其一個原子還可以攜帶多個電荷故源,因此會比僅能攜帶一個電荷的鋰原子具有更高的容量污抬。
千葉大學(xué)教授津田哲哉等人試制的鋁離子電池使用硫黃類材料作為正極、鋁作為負(fù)極绳军。要知道鋁是地殼中儲量排名第三的元素印机。
鋁的用途廣泛,且價格僅為每千克400日元(約合2.8美元)门驾,是作為鋰電池正極原材料的鎳價格的六分之一射赛。
一個鋁原子可攜帶3個電荷多柑。如果正極使用硫黃,鋁電池單位重量蓄積的電量理論上將達(dá)到鋰電池的9倍楣责。由于硫黃很難導(dǎo)電平俘,津田教授等人使用了一種與有機(jī)高分子復(fù)合而成的被稱作SPAN的材料。
在使用SPAN后玻温,硫黃的比例有所降低猴豁,由此制成的鋁電池盡管儲電量下降,但更易導(dǎo)電且電池壽命延長级闭。試制的電池屬于實(shí)驗(yàn)室使用的小型尺寸悲碰,但經(jīng)證實(shí)能夠充放電數(shù)百次。如果要將其投入商用本洁,還需要放大尺寸泻磅。
據(jù)津田教授介紹,鋁離子電池還有一個優(yōu)點(diǎn)就是搔片,“可以實(shí)現(xiàn)外皮與電池主體融為一體”煞松。電池外皮通常使用鋁,如果將其作為負(fù)極使用云卤,還可以縮小電池的體積备则。
雖然這種電池在安全性方面還存在一些有待解決的問題,但如果將電池與電動汽車的鋁制車身進(jìn)行整合城也,未來有可能不再需要獨(dú)立的電池組。
一些外國企業(yè)也關(guān)注到了鋁在電池領(lǐng)域的應(yīng)用窃躲。澳大利亞石墨烯制造集團(tuán)就正在研發(fā)鋁離子電池计贰,其電池使用石墨作為正極。雖然這種電池單位重量蓄積的電量要少于使用硫黃的電池蒂窒,但其快速充電能力據(jù)說可達(dá)鋰電池的數(shù)十倍躁倒。
日本東北大學(xué)助理教授木須一彰領(lǐng)導(dǎo)的一個研究小組正在開發(fā)一種使用鈣的蓄電池。這款電池正極使用硫黃洒琢,負(fù)極使用鈣秧秉,其單位重量可儲存的電量理論上能達(dá)到鋰離子電池的4至5倍。京都大學(xué)教授安部武志的實(shí)驗(yàn)室則正在開發(fā)氟離子電池衰抑,其具有與“多價離子”電池類似的特性象迎。