制作本钱低蓄电容量大

空气电池研制驶入快车道

◎本报记者刘霞

用空气制作的终极蓄电池有望在不久的将来呈现。这种电池不需求传统的电极，分量是现有锂电池的1/5。《日本经济新闻》在近来的报导中指出，全世界多个国家和多家企业正活跃推动空气电池研制，等待能借此完成赶快脱碳的方针。这种电池现在首要用于风能等可再生动力储电，跟着研制技能不断获得发展，其运用规模也将进一步扩展。

空气电池长处多多

空气电池是新一代蓄电池，其正极资料能够吸收空气中的氧，负极运用金属(如锂)等资料。放电时，金属离子从负极向正极移动，与从空气中吸收的氧发生反响而发生电；在充电过程中，金属离子与氧别离并从正极移动到负极。

由于负极运用的资料首要是廉价的铁(锈)和锌，所以制作本钱低，而正极简直不需求容积，这就使得电池不只分量轻，并且锂含量高，能够添加蓄电容量。

由于不能做得很小，空气电池大多用在简单保证较大装置空间的当地，如风能和太阳能等可再生动力储电，以推动脱碳。联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯曾表明，为了能在21世纪中叶完成碳中和，大约到2030年太阳能和风能的存量需求添加1倍，因而，十分需求一种能更长期、更许多存储清洁动力的技能，空气电池被寄予厚望。

此外，空气电池的电极资料价格廉价，制作本钱有或许降到锂离子电池的1/10以下。斯坦福大学土木与环境工程教授马克·雅各布森指出，锂离子电池的本钱为每千瓦时100—200美元。

斯坦福大学商学院教授斯特凡·雷切尔斯坦则表明：“假如铁能够替代钴、镍和锂等贵重的贵金属，那么空气电池有显着的经济潜力。”

多家企业竞相研制

空气电池的这些长处让许多企业竞相投入。据《日本经济新闻》报导，本年2月，美国福姆动力公司宣告，将向佐治亚州的电力公司供给其独立研制的由铁和氧驱动的“铁空气电池”。

福姆动力公司称，这款铁空气电池能贮存电力100小时以上，量产时的制作本钱将缺乏每千瓦时20美元，不到锂离子电池制作本钱的1/10。且由于运用不能焚烧的电解质，这种电池安全性很高。美国卡内基-梅隆大学2021年8月发布的制作本钱预算数据也显现，铁空气电池本钱约为每千瓦时25美元。

比尔·盖茨也在自己的博客中写道，(福姆动力)正在“发明一种新式电池，能以比锂离子电池更低的本钱长期储电”。

无独有偶，日本草创公司科尼克斯体系公司也在研制一种结合氢氧燃料电池技能的新式铁空气电池。公司想象将资料本钱降至惯例本钱的1/10以下，拟于2025年出售，用于可再生动力储电范畴。

加拿大草创企业锌8动力解决方案公司则另辟蹊径，正在研制运用锌资料的“锌空气电池”。据称，锌空气电池的容量往往高于铁空气电池，该公司的制作本钱为每千瓦时45美元，不到锂离子电池的1/4。该公司将于2022年秋季开端，在纽约市制作一个1.5兆瓦时的设备，为公寓楼供电。

据《日本经济新闻》报导，日本FDK公司正在研制“氢空气电池”，这种电池负极运用储氢合金，经过让氢与从正极吸入的氧发生反响发生电能。由于电解液不具有可燃性，电池的安全性较高。公司方案2023年向电力公司等组织供给样品。

此外，从分量来说，首要资料选用树脂的“全树脂电池”也颇具远景——日本APB公司开发的新式“锂空气电池”比同类锂电池轻20%，方案向无人潜水艇供电。

技能难题有待霸占

尽管科学家们正在研制多款空气电池，但其要想真实“大显神通”，仍有不少技能难题有待霸占。

首要，氧很难从氧化物团中别离出来，金属锂则有很高的起火和产热危险，运用锂的空气电池在运用过程中负极会变形，简单引起短路。韩国三星电子集团和蔚山科学技能院为了削减电池中氧气经过区域的老化，用有机资料替代陶瓷，由此充放电的次数从不到10次添加到了100次，尽管仍达不到锂离子电池的4000次充放电次数，但已算不小的前进。

此外，铁空气电池等并不能彻底替代锂电池，由于它们太重太大，并不能用在手机、电脑和新动力汽车上。不过，科学家们表明，更轻的空气电池的研制正在获得发展，其运用规模也将进一步扩展。