铝电池问世，续航1200公里，能用15年？

近日，在一项发表于《自然》的研究中，为了研制无枝晶的高性能铝电池，来自北京大学、美国麻省理工学院等机构的研究人员合作研发出了一种由无机氯化物（氯化钠—氯化钾—氯化铝）组成的低熔点熔盐电解质，以此替代当前普遍使用的离子液体电解质。

据悉，氯化钠—氯化钾—氯化铝电解质中的铝电极具有抗枝晶生长的特性，电极表面呈现出明确的切面而没有尖锐的枝晶。这项研究为未来铝电池的开发提供了新的思路。

此前，亚洲电池研发公司Saturnose就宣布计划在今年实现铝离子电池商业化。根据该公司的规划，铝离子电池具有“五高”突出优势：高能量密度、高续航能力、高稳定寿命、高安全性能、高性价比。

近日，新能源汽车领域里出现一条爆炸性的消息。亚洲电池研发公司Saturnose宣布，将公开发布其增强型铝离子（Enhanced Altered Aluminum Ion，简称 Ea²I）电池，并计划在今年实现铝离子电池商业化，慢慢取代性价比不高的锂离子电池。

Ea²I项目一开始由沙特阿拉伯的达纳风险基金提供资金支持，近五年来一直处于低调的开发状态。Saturnose计划在今年将该项目投产，届时它将成为世界上第一款商用铝离子固态电池。根据介绍，铝离子电池有以下突出优势：

高能量密度。Ea²I铝离子电池能量密度为1500Wh/L，折合600Wh/kg，而目前锂离子电池的能量密度150~350Wh/kg，磷酸铁锂电池普遍在160Wh/kg左右，只有部分三元锂电池能超过350Wh/kg（软包三元）。这意味着这款铝离子电池的能量密度至少在现有电池的3倍以上，具备完全吊打现在的所有电池的能力。

高续航能力。高能量密度就意味着高续航能力，Saturnose表示，一组150kW铝离子固态电池重565kg，能为电动汽车提供1200公里的续航。这意味着续航能力和现有电动汽车相比，提高了不少。

高稳定寿命。这款电池支持20000次循环充放电，能够让汽车获得长达15年的稳定寿命，而目前锂离子电池通常只有3000次的充电寿命（Saturnose网站的数据）。

高安全性能。最为关键的是，这款电池阴极采用高能、无序的岩盐结构，并使用铝和铌以及固态电解质，不使用镍和钴，不存在锂离子的枝晶和热失控火灾等问题。

高性价比。这款电池比锂离子电池便宜50%，这意味着电动汽车的成本可以大大地降低，具有很高的性价比。

鉴于该技术的商业化得到了印度政府的支持，Saturnose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。它还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。

锂离子电池早已融入我们的日常生活，但锂在地壳中的含量较低，因此亟须寻找可替代锂的元素来制备高性能的二次可充电池。

而作为锂的替代品，铝在地壳中含量丰富，但其化学性质十分活泼，容易形成致密的氧化层，并且作为负极也易于产生铝枝晶，导致电池短路，因此难以实现产业化。因此，铝离子电池实验数据虽好，但是要跨过量产的鸿沟，还有很长一段路要走。量产上市的产品能否如预期那样出色，还需后续持续观察。

值得注意的是，在全球碳中和不可逆转的当下，新能源汽车行业迎来蓬勃发展，中金公司发布的研报显示，预计2022年全球新能源汽车销量将突破1000万辆，锂电池所需的锂资源已严重供不应求。而生产锂电池的各种原材料价格狂涨，碳酸锂等材料今年价格涨幅超过230%。未来，各行各业对电池的需求还会继续增加，仅凭目前的锂离子电池技术，已无法完全满足行业发展需求。所以，加快研发新型电池迫在眉睫。2020年7月份，宁德时代首次推出钠离子电池。此前，格力宣布已经研发出钛电池。上述各类电池技术如果都能取得突破，届时将大力推动电动汽车的快速发展，满足市场多元化需求。

铝电池实际应用前景

据了解，储能技术与新能源应用、电网的发展紧密相连，可以有效提高能源利用效率，并且可以解决偏远地区供电等问题。因此，储能技术是发展新能源无法绕开的关键一环。业内人士认为，储能电池的未来应该在风电和光电产业，其中尤以已经大量布局的风电产业为主。虽然近年来风电产业发展势头迅猛，但由于风力资源具有不稳定性，一直饱受并网的困扰，而储能技术的应用，能够帮助风电场平稳输出，“削峰填谷”。

铝电池的优势在于安全性高、稳定性好、宽温性能优异，因此王伟认为，未来铝电池将与储能系统、特种装备等行业密不可分。

行业普遍认为，预计到2025年，中国仅电化学储能市场功率规模将达到28.6吉瓦，市场份额将高达1287亿元，整个产业的市场规模具备万亿级市场潜力。

电化学储能技术由于具有建设周期短、运营成本低、对环境无影响等特点已经成为电网应用储能技术解决新能源接入的首选方案。目前，锂离子电池以其较高的能量密度特性，在电化学储能技术中占据主导地位。然而，高昂的成本、有限的锂资源和安全性等问题极大地限制了其大规模储能应用。

铝电池由于铝负极低成本、高地壳元素含量、高比容量的特点，被认为是锂离子电池之外的一种极具实际应用前景的电池。更重要的是，铝电池体系具有较高的安全性，新型铝电池实现投产后将会解决大规模集成系统安全性方面的问题。

未来在“双碳”背景下，储能电池标准要更加重视环境、能源、资源效益的提升，构建绿色低碳循环发展标准框架，遵循先立后破、积极有序推进的原则。同时，重视国际合作，做好规则协同，充分考虑不同国家的国情、发展的阶段，最大程度地实现核算规则和核算体系互认，共同推动绿色低碳的发展。