鋁離子電池工作原理,鋁離子電池或可替代鋰電池

來源：存能電氣  日期：2019-08-16 09:47  瀏覽量：次

　　鋁離子電池工作原理，鋁離子電池或可替代鋰電池。鋁離子電池是很有前景的下一代電池技術(shù)，可以滿足未來的能源輸送需求，結(jié)構(gòu)與鋰離子相同，只是鋰被鋁所取代了。鋁是地球地殼中第三豐富的元素，也是非常廉價(jià)的鋰金屬替代物。

　　鋁離子電池工作原理

　　鋁離子電池包含一個(gè)由鋁制成的帶負(fù)電陽極和一個(gè)帶正電石墨陰極，由于三維石墨優(yōu)良的導(dǎo)電性能和巨大的比表面積，能夠極大的縮短電池的充電時(shí)間。

　　鋁離子電池是一類可充電電池，放電時(shí)，鋁離子從陰極移動(dòng)到陽極；充電時(shí)，鋁離子又回到陰極。鋁離子電池與鋰離子電池功能相似，但由于組成和結(jié)構(gòu)不同，電能輸出水平有所不同。鋁離子電池可以在很短的時(shí)間內(nèi)充滿電，并可以反復(fù)充電7500次。

　　鋁離子電池具有高效耐用、超快充電、高安全性、可折疊、材料成本低、靈活和較長(zhǎng)壽命。

　　鋁離子電池應(yīng)用領(lǐng)域

　　鋁離子電池主要應(yīng)用在小型電子設(shè)備、電力網(wǎng)、電動(dòng)汽車等。因此，鋁離子電池研發(fā)并得到實(shí)際應(yīng)用后，有望取代鋰電池成為可穿戴設(shè)備產(chǎn)品的主流電池。

　　鋁比鋰便宜的多，石墨也不貴，只要鋁離子電池在能量密度，功率密度等指標(biāo)追平鋰離子電池，靠其他技術(shù)指標(biāo)的優(yōu)勢(shì)和成本就能完全替代鋰離子電池。那我們的世界真的就被改變了。

　　鋁離子電池或可替代鋰離子電池

　　此前，因鋁電池具有成本低廉、不容易燃燒且有很高電荷存儲(chǔ)容量等優(yōu)點(diǎn)，研究人員數(shù)十年來試圖研制出經(jīng)濟(jì)可行的鋁離子電池，但一直未獲成功，其中關(guān)鍵的挑戰(zhàn)在于找到合適的負(fù)極材料和電解液材料，讓鋁電池在不斷充放電循環(huán)后仍能產(chǎn)生有效電壓。

　　盡管鋰離子電池在為移動(dòng)電子設(shè)備提供動(dòng)力方面取得了巨大成功，但在可再生能源應(yīng)用方面，鋰離子電池的使用周期有限，安全隱患大，成本相對(duì)較高。另一方面，鋁離子電池被認(rèn)為是這一領(lǐng)域的理想競(jìng)爭(zhēng)者，因?yàn)殇X是地殼中僅次于氧和硅的第三豐富元素。由于其多重氧化還原態(tài)，它也具有最高的理論容量之一。

　　人們對(duì)開發(fā)鋁電池寄予了很高的期望，認(rèn)為它能提供高性價(jià)比的能源。研究結(jié)果顯示電池的性能很有前途，但是這還處于早期階段，各個(gè)方面都需要進(jìn)一步改進(jìn)，因此與成熟的鋰離子電池系統(tǒng)相比，沒有多少意義。他將繼續(xù)研究鋁離子電池，同時(shí)研究使用其他元素的可能性。期待進(jìn)一步研究如何將氧化還原活性有機(jī)分子應(yīng)用于鋁、鎂、鋅、鈣等多價(jià)離子插層電池。

　　鋁離子電池的崛起也敲響了鋰電池行業(yè)的警鐘，未來鋰電池行業(yè)仍將在電池續(xù)航、電池充電與電池安全等領(lǐng)域苦下功夫，進(jìn)一步提高競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

　　由鋁制成的電池具有最高電壓，可存儲(chǔ)最多能量，并且提供最高電流，其存儲(chǔ)容量是鋰離子電池的4倍，而且攜帶的電荷是鋰離子電池的3倍。

　　而鋰只占地球地殼的0.7%，人們?cè)絹碓綋?dān)心鋰離子電池能否滿足全球日益增長(zhǎng)的需求，而且其不斷上升的成本以及高度稀缺性也迫使人們開始尋找和研發(fā)更可行的替代方案。鋁離子電池可能就是后鋰離子電池時(shí)代的下一代存儲(chǔ)技術(shù)。

　　業(yè)內(nèi)人士還指出，除了美鋁的最新研究成果外，特斯拉的專利技術(shù)也在瞄準(zhǔn)金屬空氣電池，未來不排除鋁空氣電池出現(xiàn)真正商業(yè)化契機(jī)的可能。