什么是鋁基負(fù)極電池?

一、鋁基負(fù)極電池含義

鋁基負(fù)極電池是一款新型電池，由于鋁基負(fù)極電池采用了一種新型鋁基復(fù)合負(fù)極材料，因此被稱為鋁基負(fù)極電池，目前，鋁基負(fù)極電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，該電池具有高安全、長(zhǎng)續(xù)航、快充和低成本等優(yōu)勢(shì)。

據(jù)央廣網(wǎng)24日?qǐng)?bào)道，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院一項(xiàng)新型鋰離子電池技術(shù)的鋁基負(fù)極電池已經(jīng)完成規(guī)?；慨a(chǎn)，規(guī)?；慨a(chǎn)的產(chǎn)品合格率達(dá)到99.11%，過程各工序合格率均99%以上。

二、鋁基負(fù)極電池的關(guān)鍵負(fù)極材料

據(jù)了解，目前電池的正極材料相關(guān)技術(shù)已接近“天花板”，要提升性能，負(fù)極材料尚有發(fā)展空間。為此，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種新型鋁基復(fù)合負(fù)極材料，通過與商用鋰離子電池正極材料匹配，針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景，成功開發(fā)出了新型錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元電池等產(chǎn)品。

“我們開發(fā)的電池產(chǎn)品除了耐熱抗凍的特性以外，還具有高安全、長(zhǎng)續(xù)航、快充和低成本的優(yōu)勢(shì)。”該團(tuán)隊(duì)表示。

在安全性能方面，常規(guī)鋰電池隨著不斷使用，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生鋰枝晶，既影響充電能力，還可能刺穿隔膜，帶來電池短路等隱患。而團(tuán)隊(duì)開發(fā)的新型鋁基負(fù)極，在低溫和過充條件下能有效緩解鋰枝晶的產(chǎn)生，提高了安全性。

在續(xù)航性能上，得益于鋁基負(fù)極材料高的理論容量，該電池能量密度較傳統(tǒng)鋰離子電池提升13%～25%，能做到長(zhǎng)續(xù)航。此外，由于鋁基復(fù)合負(fù)極優(yōu)異的導(dǎo)電性能，產(chǎn)品還表現(xiàn)出不俗的快充性能，20分鐘即可充滿電。

在成本方面，基于鋁基復(fù)合負(fù)極的性能優(yōu)勢(shì)，并結(jié)合開發(fā)的高性能電解液，低溫電池產(chǎn)品可以擺脫對(duì)昂貴的納米級(jí)正極材料的依賴，電池成本可以降低10%～30%。

三、鋁基負(fù)極電池的適應(yīng)溫度差“橫跨”150℃

從汽車到電子產(chǎn)品，鋰離子電池早已滲透到人們生活，為衣食住行提供“動(dòng)力”。據(jù)工信部賽迪研究院近日發(fā)布的《2021中國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展指數(shù)白皮書》顯示，我國(guó)已連續(xù)5年成為全球最大的鋰電池消費(fèi)市場(chǎng)。

然而，受電池關(guān)鍵材料的限制，目前鋰離子電池的一大局限是，在零度以下的低溫條件下無法充電，而在50℃以上的高溫條件下，安全性又不能保障。我國(guó)幅員遼闊，氣溫隨地域和季節(jié)變化大，北方地區(qū)冬季溫度可以低至-40℃以下，而南方地區(qū)夏季地表溫度高達(dá)50℃以上，冬季電動(dòng)車無法啟動(dòng)、智能手機(jī)自動(dòng)關(guān)機(jī)，夏季電動(dòng)車自燃等情況頻發(fā)。

為此，唐永炳研究員團(tuán)隊(duì)歷時(shí)近10年，研發(fā)出了既抗凍又耐熱的新型鋰離子電池技術(shù)，最低工作溫度可以達(dá)到-70℃，而最高工作溫度達(dá)80℃，而且低溫與高溫性能可以同時(shí)兼顧。

據(jù)悉，該產(chǎn)品的高低溫性能、循環(huán)壽命、安全性能等各項(xiàng)指標(biāo)，均已通過第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)。

四、鋁基負(fù)極電池的應(yīng)用場(chǎng)景

據(jù)悉，本次量產(chǎn)的鋁基負(fù)極電池是應(yīng)某電動(dòng)車客戶要求，提供了批量電芯進(jìn)行深度性能評(píng)估，相關(guān)性能評(píng)估已滿足使用需求。

事實(shí)上，緊貼市場(chǎng)需求，是團(tuán)隊(duì)一直以來的堅(jiān)持?！坝行﹫?chǎng)景需要零下40攝氏度也能正常充放電，而有些則在長(zhǎng)循環(huán)方面提出了更高要求。圍繞核心技術(shù)，結(jié)合實(shí)際情況，我們對(duì)產(chǎn)品不斷作出調(diào)整。”團(tuán)隊(duì)表示。相關(guān)產(chǎn)品可以應(yīng)用于光伏儲(chǔ)能、家庭儲(chǔ)能、通信基站儲(chǔ)能、軌道交通、國(guó)防建設(shè)、航天航空、極地科考等領(lǐng)域，尤其適用于高寒地區(qū)及亞熱帶地區(qū)，顯著擴(kuò)大了電池的應(yīng)用范圍。