鉅大LARGE | 點擊量:706次 | 2021年09月21日
鋅空氣電池將引領電池革命
電池研發(fā)公司Eos儲能聲稱已經(jīng)解決了抑制電池技術發(fā)展的關鍵問題,有可能會帶來一場電網(wǎng)儲電的革命。假如該公司是正確的,其鋅空氣電池儲存電能僅需天然氣額外出現(xiàn)成本的一半該方法目前被用于滿足高峰供電要。壽命長:其制造者稱,該千瓦級鋅空氣電池原型可以充放電2700次而無物理衰減。
公司官方表示,目前的原型產(chǎn)品證實其能量密度是鋰離子電池的2倍。他們稱其最終產(chǎn)品將在電網(wǎng)級應用中持續(xù)使用30年,相比鉛酸電池,其生命周期有著數(shù)量級的提高,從而使它成為使用壽命最長的電池品種之一。首席執(zhí)行官邁克爾?奧斯特(MichaelOster)表示,Eos不久將完成一輪來自數(shù)個投資者總共1000萬美元的融資。
假如他們能夠說到做到,這將會是一場革命,市場調(diào)研公司LuxResearch分析師史蒂夫?明尼翰(SteveMinnihan)說道,他表示該技術顯示了電網(wǎng)儲能和電動汽車的廣闊前景。
由于其安全、廉價而且能量密度高,鋅空氣電池長期以來一直吸引著電池開發(fā)者們。與將所有反應物都包裹在電池內(nèi)部的傳統(tǒng)電池不同,鋅空氣電池能夠從空氣中吸附氧氣來出現(xiàn)電流。能夠從外部空氣吸附使該電池有著更高的容量體積比,而且材料成本也更低。這種電池水基化學性質(zhì)還意味著它不易起火,不像鋰離子電池那樣。
然而,直到現(xiàn)在這些電池仍然效率低下且壽命較短,受此限制,它們只能被用于小型、不可充電的應用,比如助聽器。Eos官方表示,他們已經(jīng)解決了幾個困擾之前工作的問題。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
Eos的關鍵進步包括電解液化學性質(zhì)的改變以及電池的設計。鋅空氣電池通常使用氫氧化鉀一個從空氣中吸收二氧化碳的基本方法。這將出現(xiàn)碳酸鉀,緩慢地堵塞電池的氣孔。由于Eos的電池使用了一種新型的中性電解液,奧斯特說道,因此它們不用吸收二氧化碳。該公司還使用了一種水平的電池結(jié)構(gòu),靠重力將電解液從空氣中分離出來,而不是靠一層物理薄膜。這一改變,他說,能夠防止鋅電極上出現(xiàn)的物質(zhì)使薄膜破裂而造成電池失效。
奧斯特表示,其公司已經(jīng)在一個1/3千瓦規(guī)模的電池上實現(xiàn)了2700次循環(huán)而無物理衰減的目標。相比之下,另一個從事類似技術研究的重要競爭者ReVoltTechnology公司則希望在2013年前實現(xiàn)1000次循環(huán)。然而,明尼翰說,要達到其10000次循環(huán)和兆瓦級電池的目標,Eos仍然有很長的路要走。
能量存儲:基于鋅空氣電池的電網(wǎng)儲能電廠的外觀可能如圖所示。
奧斯特表示,該公司計劃出售儲量6小時的兆瓦級電池,每千瓦小時建造成本為160美元。通過在需求較低時儲存電能,他說,這些電池應該能夠在高峰期以每千瓦小時12到17美分的價格供應電能,相比之下,天然氣電廠出現(xiàn)的電能每千瓦時則要22到30美分。
戴爾豪斯大學(DalhousieUniversity)理化學教授杰夫?德恩(JeffDahn)表示,假如該公司已經(jīng)解決了電解液和薄膜的問題,這應當是鋅空氣電池的一個巨大進步。但要給我們展示數(shù)據(jù),他說道。這方面的數(shù)據(jù)還從未被呈現(xiàn)過。
戴恩還表示,將鋅空氣電池輸入輸出電量進行比較,其最高效率只有60%,相比而言,鉛酸電池大約是80%,而鋰離子電池則超過95%。他表示,低效的結(jié)果就是充放電電壓不同,而這是此類電池的固有特性。
Eos聲稱已經(jīng)找到了解決電壓問題的方法并提高了效率,但戴爾并不相信。許多人長期以來都在從事可充電鋅空氣電池以及‘效率問題’的研究,但仍無破解之道,他說道。