铝-空气电池的前景怎样?

从这个新闻上看,似乎是很有前景的技术: 铝空气电池迎契机 特斯拉专利瞄准金属空气电池 补充一些新找到的东西: Wiki:Aluminium The Al/air battery system can generate enough energy and power for driving ranges and acceleration similar to gasoline powered cars...the cost of aluminium as an anode can be as low as US$ 1.1/kg as long as the reaction product is recycled. The total fuel efficiency during…
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最近正在参与一个铝空气电池的项目,对铝空气电池也有了一定的了解。
首先要说一下,今年上半年被媒体疯狂报道的那个铝电池(湖大副教授研究出 可充电铝离子电池)不是同一个东西。铝空气电池是一次电池,也就是说它是不能充电循环的。
国内做铝空气电池的研究机构不少,但大多还只是实验室的产物,或者说是应用领域在军工方面。我参与的这个项目,不敢说全球第一,但应该是国内第一个将铝空气电池商业化的项目。具体项目的内容不好透露,但有一点可以说明,那就是前期的目标并不是车用电池。由于车用电池涉及到的复杂性,准入非常困难,尤其是在中国,可以说没有ZF背景几乎不可能进入这个行业,所以我们没有将前期的产品定位在车用电池,但不排除以后有往这个方向进军的可能。

----------------------说一下铝空气电池与锂离子电池的对比吧-----------------------

首先是铝空气电池的特点是安全性好
,因为使用的是水溶液作为电解质,不存在锂离子电池常见的燃烧甚至爆炸的问题,这一点对车用电池至关重要!锂离子电池之所以会燃烧,就是因为其实用的电解质是有机物,遇到氧气、水就会放热,同时产气,然后温度一高就烧了。铝空气电池从电极到电解质,要不是金属,要不就是水和盐,你烧谁去?同时也由于使用水溶液,所以其气密性、干燥性的要求就没有锂离子电池那么高,当然必要的密封还是需要的不然水就漏了。。。

其次铝空气电池的能量密度高,题主也说到了,铝空气电池的能量密度可以达1300~2000Wh/kg,而现在商用锂离子电池普遍在200-300Wh/kg左右,车用电池估计还要低点。一次电池的能量密度貌似普遍都比较高,这一点是其天生的优势吧。当然能量密度不代表一切,做成电池还要考虑很多其他的因素,比如放电倍率性能,稳定性等等。而且这个能量密度应该是理论值,实际能达到多少还要看具体情况,因为电池是一个整体系统,除了电芯之外还有很多其他的部件。

第三是铝空气电池置换方便,由于是一次电池,用光了再换一个负极就可以直接接着用啦~炒鸡方便的有木有?我不明白为什么上面的答主对不能充电这一点那么反感,我反倒觉得这是一大优势。君不见可充电的5号、7号电池(一般为镍镉或镍氢)已经几乎消失殆尽,而普通不可充电的5号、7号干电池现在还大有市场?为什么,不就是方便吗?没电了到你家楼下小卖部买一盒就能接着用。试想如果以后在各个加油站出售可置换式的铝空气电池,是不是也非常方便呢?况且铝空气电池的使用周期很长,按5000~10000km的里程考虑,是不是可以在做保养的时候同时将电池置换了呢?(对了,我好像说过暂时不准备做车用电池哦?)

第四是铝资源蕴含量超级大,比锂大得多了去了,所以炒鸡便宜。初中的地理学知识就告诉我们,铝是地壳中含量最高的金属元素,没有之一,比铁还高,占到地壳总重的8%左右。丰富的蕴含量,以及炼铝工业非常成熟,带来了相对低廉的价格。所以这一点也与第三点相呼应,反正便宜嘛,没电了换一块铝就好啦~你锂离子电池没电了换块金属锂或石墨负极试试。。。而且铝空气电池的负极放电完之后生成的是纳米氧化铝啊,回收还可以卖钱啊有木有?所以才有“考虑到回收,铝负极的成本可以低到USD$1.1/kg”这一说。

----------------------为锂离子电池说好话的分界线-----------------------

好吧,上面说了这么多铝空气电池的好话,也该为我以前的老东家说说好话了。这个,做人不能忘本嘛。。。
首先,锂离子电池毕竟经历了二十多年的商业化,其制造体系、营销模式都已经非常成熟了。而铝空气电池是一个新生事物(对商业市场来说,研究不算),建立一套体系还需要一段时间。
其次,铝空气电池的功率密度对于驱动大型装置来说,可能还有一点低。这一点有待求证,因为我了解得也还不够深入。但我想为什么特斯拉要提出用锂离子电池作为汽车的驱动,然后再装一套铝空气电池来为锂离子电池充电这种思路,也许是直接使用铝空气电池驱动汽车的话还有缺陷吧。可是话又说回来,铝空气电池在军工中的应用可是用来驱动鱼雷的哦,电流可以达到非常大。所以这一点显得非常矛盾,希望有懂行的朋友来补充解答,先谢过了。
最后,铝空气电池在放电过程中还存在一些原理性的问题,主要是絮状氢氧化铝的生成,会导致电池放电效率急剧下降。如果防止絮状氢氧化铝的生成也是铝空气电池研究的一个重要方向。

最后总结一下,虽然铝空气电池有很多优点,也存在着种种问题,但我个人是十分看好其应用前景的。一个新事物的出现总是会引起各种质疑,但随着技术的成熟与市场接受度的提高,各种问题就在发展中不断的得到了解决。总之,更好更便捷的生活才是我们的追求。
这货还在实验室,从资料上来看确实是性能提高不少,是否能救市另说,但成果不等于产品,产品不等于能产业化,能产业化不等于用户接受高。
所以,前景真不好说,只能说保守乐观。
最后吐槽一点,金属锂电池的制备工艺天朝至今未掌握,有了成熟技术也未必能国产。据我所知做的较好的是以色列,也仅少量军品。

6月25日更新
最近刚去某铝空实验室调研,看到成品。
有感:
1、这货目前能量密度才200,离吹的还很远好么?院方意见是提升空间还很大,好吧;
1.5、循环寿命指标确实不错,近千次循环基本无衰减,但倍率性能离开车还远,其本身内阻就大,实验室的粗糙产品更加剧倍率放电下的热效应;
2、换铝板好麻烦,实验室产品就是不考虑实用性,悄悄告诉大家院方的样车里面其实主用我们的锂电。