续航里程可达550公里 双离子电池带来变革

【中国环保在线 技术前沿】中国科学院深圳先进技术研究院唐永炳研究员及其研究团队的新成果新型高能量密度铝—石墨双离子电池技术，近日在国际能源材料期刊《先进能源材料》上发表后，又受到德国科学网“Wissenschaft aktuell”邀请报道，广受业界关注。该技术若实现产业化，将对现有锂电产业格局产生重大影响。
续航里程可达550公里 双离子电池带来变革

近年来，新能源汽车在政策的支持下风靡全球，行业上游也在诸多利好下迎来爆发。全球产量居前的龙头电池厂纷纷在华设厂。商用锂离子电池的能量密度低、制造成本较高，且传统锂离子电池的电极材料含有毒金属，电池废弃会造成严重的环境问题。虽然新能源汽车市场的持续繁荣带动了电池产业，但不论锂离子电池组驱动的电动汽车，还是燃料电池驱动的电动汽车，都存在成本和续航里程的挑战。

3月29日，中科院深圳先进技术院唐永炳研究员从德国获悉，他的研究团队的新成果新型高能量密度铝—石墨双离子电池技术，近日在国际能源材料期刊《先进能源材料》上发表后，又受到德国科学网“Wissenschaftaktuell”邀请报道，广受业界关注。该技术若实现产业化，将对现有锂电产业格局产生重大影响。

唐永炳团队发现的新型高能量密度铝—石墨双离子电池，是一种全新的、低成本储能电池。这种新型AGDIB电池把传统锂离子电池的正负极进行了调整，用廉价且易得的石墨替代目前已批量应用于锂离子电池的钴酸锂、锰酸锂、三元或磷酸铁锂作为电池的正极材料；采用铝箔同时作为电池负极材料和负极集流体；电解液由常规锂盐和碳酸酯类有机溶剂组成。该电池工作原理有别于传统锂离子电池：充电过程中，正极石墨发生阴离子插层反应，而铝负极发生铝-锂合金化反应，放电过程则相反。这种新型反应机理不仅显著提高了电池的工作电压（3.8-4.6V），同时大幅降低电池的质量、体积、及制造成本，从而全面提升了全电池的能量密度。

据初步估算，500Kg（千克）的铝—石墨电池的续航里程可达到约550公里。与传统的锂电技术相比，这种电池具有明显的优势，不仅生产成本降低约40%-50%，同时能量密度提高至少1.3-2.0倍。

“该发现让人惊奇，是从未报道过的新电池技术”，编辑在通知研究成果被期刊录用时，将匿名审稿人的评价这样传递给唐永炳。

据估计，这种技术如实现产业化，未来的手机可能会比现在再轻薄一半，同时我们的智能手机再也不需要一天一充电了，更是解决了电动汽车电池成本高昂以及续航里程短的关键问题。不过，目前该电池技术还有待优化，比如需要进一步提高电池的循环稳定性等。

据介绍，该项成果由唐永炳研究员及其研究团队成员张小龙、张帆共同研发，相关论文“A Novel Aluminum–Graphite Dual-Ion Battery（一种新型铝—石墨双离子电池）”在线发表于能源材料期刊Advanced Energy Materials上，并已申请2项PCT和1项中国发明。该项研究得到广东省创新科研团队、深圳市科技计划项目和国家自然科学基金等项目的资助。

据统计，仅今年前两个月，国内动力电池已经累计有70亿元的新增投资，而在去年可查的信息中，也有约超过千亿元资金进驻了这一领域。仅此两项，就已经有超过两千亿资金投入，“这种投资速度，目前不仅是传统车企，更有大批业外资本蜂拥而入。”一位投资圈人士表示。

目前全球对锂电池的需求以每年7.7%的速度增长，其市场到2019年将达到1200亿美元。“十三五”期间，我国国内动力电池总需求在170Gwh左右；电子数码产品对锂电池的需求增速比较稳定，预计消费电池总需求为100Gwh左右，加上储能消费电池总需求为30Gwh左右，合计超过300Gwh。这意味着在“十三五”期间，锂电池需求年平均增速将达到25%以上。新型双离子电池的发现，为电动汽车电池行业带来了新的可能。