新型鋁基電池：動力電池史上“新物種”

日前，廣東省科學(xué)技術(shù)廳2019年度省科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專項資金資助的“新能源汽車”重大科技專項確立，中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院＆天勁股份聯(lián)合申報的《新型高能量低成本鋁基電池研發(fā)》項目獲批。

據(jù)了解，中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院＆天勁股份研發(fā)的基于鋁箔負(fù)極的新型鋁基電池，具有高能量密度和低成本的優(yōu)勢，并具有自主知識產(chǎn)權(quán)，相關(guān)電池技術(shù)已初步完成了核心技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)布局。該電池以鋁箔同時作為負(fù)極材料和負(fù)極集流體，這種一體化設(shè)計，取代了傳統(tǒng)電池中的石墨負(fù)極與銅箔集流體，有利于增加電池中的活性材料占比，且鋁箔比容量大，因此能夠大幅度提高電池的能量密度（相比基于同樣正極材料的傳統(tǒng)鋰離子電池提升30％以上）。

此外，由于省去了傳統(tǒng)的石墨負(fù)極以及較昂貴的銅箔集流體，簡化了電池生產(chǎn)工藝，其原料成本和生產(chǎn)成本可顯著降低（整體降低30％以上），實現(xiàn)了新型鋁基電池的高能量密度、長循環(huán)壽命、低成本、全天候等綜合性能，為研發(fā)高效低成本儲能器件開闊了新思路，具有非常重要的經(jīng)濟(jì)和社會價值。

能量密度提升一直被看作是主導(dǎo)鋰離子電池發(fā)展的重要方向標(biāo)。采用硅碳材料作為負(fù)極，盡管可以提升電池單體能量密度，但硅碳材料膨脹系數(shù)過高，壽命相對較短，短時間內(nèi)還不易實現(xiàn)。也有研究認(rèn)為可以將隔膜變得更薄，但電池的安全性又變得無法保障，且電池造價也將變得更高。還有研究認(rèn)為，采用具有孔隙的銅箔材料，可減小電池內(nèi)阻，將在一定程度上提升能量密度。但該方法必定會增加銅箔制備的成本，可能會得不償失。

這樣看來，減少石墨和銅箔的應(yīng)用，直接應(yīng)用鋁箔可能會避免上述問題的產(chǎn)生。但該項目還處于立項獲批階段，具體在試驗及應(yīng)用中。