铝离子电池横空出世，锂电池时代将被终结？

首款商用铝离子固态电池拟明年亮相，这款电池有何优势？~

亚洲电池研发公司Saturnose宣布，将公开发布增强型铝离子电池的独立测试结果，并计划推出一款固态可充电的铝离子电池，最快于明年发布上市。这可能是全球首款量产商业级铝离子固态电池，有望取代风险较大的锂离子电池。
Ea²I不使用钴或镍，而是使用铝、铌以及固态电解质等元素，并通过混合纳米技术开发其快速充电电极和电解质等；使其在成本上比锂离子电池技术便宜50%，且拥有更高的能量、密度和电池循环寿命，且不会有热失控引发火灾等问题。

很多人把目光投向了铝离子电池。由沙特支持的印度研究者Saturnos计划公布其增强蚀变铝离子（Enhanced Altered Aluminum Ion，简称Ea²I）电池化学成分的独立测试，并于2022年推出固态可充电铝电池。2022年投产后，它将成为世界上第一款商用铝离子固态电池，届时它将开始漫长而缓慢的进程，以取代风险更高的锂离子电池化学成分。

达纳风险基金创始人加亚德-艾德将 Ea²I 电池描述为向固态铝离子电池迈进了一步，他表示该电池不使用钴或镍，不存在锂离子的枝晶和热失控火灾问题。相反，Ea²I 系统的阴极使用了高能、改变和无序的岩盐结构，它的原型现在正在测试中。
IT之家了解到，获得专利的 Ea²I 电池背后的过程使用混合的纳米技术来开发其快速充电电极和电解质。它使用铝和铌以及固态电解质。据称，它比锂离子电池技术便宜 50%，而且具有更高的比能量、容量、循环和电池寿命。

随着全球各大车企转型电动汽车，加上世界各国大力发展新能源产业，锂电池已严重供不应求。生产锂电池的各种原材料价格在狂涨，碳酸锂等材料今年价格涨幅超过230%。未来，各行各业对电池的需求还会继续增加，仅凭目前的锂离子电池技术，已完全无法满足行业发展需求。

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3月29日，比亚迪正式对外发布了2019年就受行业重度关注的刀片电池。并在发布会上传达了不少了信息：
一、三元锂电池不安全；二、比亚迪将回到磷酸铁锂路径，潜力挖掘；三、丰田看中比亚迪这个电池技术；四、刀片电池对外放开；五、纯电动汽车动力电池要将更换朝代。

比亚迪股份有限公司董事长兼总裁 王传福


什么是刀片电
比亚迪的刀片电池是比亚迪最新开发的新一代磷酸铁锂电池，其采用自家研发的长度大于0.6米的大电芯，电池单体同样向大容量进化，但电芯形状更加扁平、窄小，通过阵列的方式排布在一起，就像“刀片”一样插入到电池包里，故被称之为“刀片电池”。
全新一代刀片电池拥有300多项核心专利，其放电倍率更高，使用寿命都更长。体积能量密度和重量能量密度、设计强度、安全性（铁锂具备天然的安全和低膨胀率属性）以及最重要的成本（预计综合成本会降低30%）上，都更有优势。

比亚迪股份有限公司副总裁?弗迪电池有限公司 何龙
从技术的角度来说，改善空间利用率（电池体积比能量密度）就是刀片电池的设计主核心。比亚迪通过将电芯进行扁平化设计，使得电池的电芯能量密度和体积能量密度变得更高（刀片电池的电池包的空间利用率可以达到60%）。
注：
①传统模组中电池空间利用率80%，其他是结构件。传统电池包中为了保持安全性有很多梁和柱，模组的空间利用率50%。传统电池包中留给电池的空间只有40%。
②搭载刀片电池的电池包的空间利用率60%。电池空间利用率提升50%。
③刀片电池侧立插入式排布，由100多个电池并列组成，电池堆强度高。
④比亚迪还在刀片电池的电池堆上加了2个类似蜂窝铝板设计的高强度板。

刀片电
刀片在这里既是能量组又是结构件，整个设计下来，比亚迪刀片电池的电芯到pack的成组效率得到了明显的提高，正极磷酸铁锂压实密度还整整提高近10%。

它的原理和LG的590模组原理相似，适用度和宁德时代的CTP相似。即：1.做长硬壳电芯；2.电池可根据需求形成不同尺寸；

根据比亚迪专利显示，刀片电池长度最长可以达到2.5米，是传统普通磷酸铁锂电池的10倍以上，长条状的电池散热还更快.....其电芯尺寸非特定设计，为无模组方案，可以基于不同需求，形成不同尺寸的一系列电芯。
比亚迪通过“刀片”电池专利技术，使得普通电池包体积比能量密度（电池的能量与其体积之比）从251Wh/L提升至332Wh/L。
这意味着什么？
这意味着纯电时代高续航电车的主导者，将不再是天生能量密度高，但安全稳定性低的三元电池，而是被大家放弃的天生安全稳定性极高，但能量密度很低的磷酸铁锂电池。

注：
①三元锂材料会在更低的200℃左右发生分解，而磷酸铁锂材料是在800℃左右。②三元锂材料的化学反映更加剧烈，会释放氧分子，在高温作用下电解液迅速燃烧，发生连锁反应。
③三元锂材料比磷酸铁锂材料更容易出现失控着火，所以强调续航的新能源乘用车上大多都是用的三元锂电池。强调安全性的客车和专用车使用的是磷酸铁锂电池。
④去年比亚迪曾经做过一个针刺实验，主要系长而薄的设计在钢针穿透后受创的面积小，因此触发的内部短路发热量也少。故采用磷酸铁锂正极的刀片电池只表现了轻微的电压下降和表面温度提升，穿刺位置无烟雾、火花出现，明显优于普通铁锂和三元电池。
1）针刺试验要求不冒烟、不起火，但此前几乎没有电池能做到，最后国标征求意见稿把针刺这一项取消了。这可不是一般的实验，比亚迪刀片做到此种表现，并不是简单的牛X两字可以形容。从某种程度上来说，已经是权威中的权威了。



刀片电池的对造电车有什么好处？
1.性能和续航更强。
关注车的朋友应该还记得，前一段车则曾经发布一个关于使用LFP刀片电池的汉BEV资讯。
汉BEV是比亚迪首款使用刀片电池+磷酸铁锂的方案的车型，其电芯长度达到近1m，高度达到了90mm，厚度为13.5mm，在成组率上面，汉BEV?由170Wh/kg压缩到了140Wh/kg，质量的比例竟然高达为82.3%。
性能和续航表现呢？后驱版本工况里程已经冲到了600km+，零百仅需3.9S左右...比亚迪真的将三元和铁锂的性能差距拉到了0，铁锂的表现甚至还优于三元。

新车即将上市，是骡子是马，有机会车则一定会搞一辆给大家长期试试。


2.造成价格降低。
2019年三元锂电池的市场行情大概是1000元/kWh，而磷酸铁锂电池的市场行情差不多是680元/kWh，我们以一组50kWh的电池包为例，磷酸铁锂电池会比三元锂电池的便宜1.5万元左右。
当三元和铁锂拉不开性能差距的情况下，对于大部分车企（尤其是补贴退坡后的造车新势力）而言肯定是首选铁锂组成的刀片。
3.适用性变广。
车企选择电池，不仅仅需要考虑低成本方案，更要考虑企业长期的演进。前者是生存问题（在补贴退坡过程中这是首要问题，大家吃上饭才能考虑长远），后者是品牌和企业长期发展的问题。
比亚迪刀片电池电芯最长可达2.5米，这样体积的电池显然不是为乘用车准备的，按照比亚迪目前的业务规划，未来比亚迪纯电动客车极有可能也会采用刀片电池。

这意味着什么？
这意味着以三元锂电池一家独大的宁德时代或将从今天开始面临史上最大的挑战。
你以为这样就结束了吗？
工科之间的博弈向来都是最好看的。当前，新能源电池主要有：锂电池，燃料电池，石墨烯电池。比亚的刀片电池依靠以上几点，不出意外是可以改变整个追求续航不顾安全的市场。
但....这里还有一个但是，如今已经采用宁德时代电池的特斯拉，将在4月将召开“电池日”，推出新能源汽车下一代电池技术。
现在问题来了，三元锂电池的转折点会不会也要来了？
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铝离子电池真的可以吗？

Saturnose公司宣布自研商业级固态可充电铝离子固态电池之前，就有不少的研究团队在研究铝离子电池了。其中就包括了浙江大学高分子科学与工程系高超教授领导的团队，他们在2017年12月宣布设计出了一种石墨烯薄膜为阴极、金属铝为阳极的电池。

不过，这些研究团队所设计出来的铝离子电池都停留在实验室的阶段，暂时还无法量产商用。确实有不少学者认为，铝离子电池具有替代锂离子电池的潜力。

铝离子电池在概率上和锂离子电池是非常相似的，只是它具有的是铝阳极，而不是锂阳极。从现在实验室已经设计出来的铝离子电池来看，铝离子电池具备的优势是能力密度更高、更安全以及更便宜的优势，并且用来制造电池的原材料铝元素都要比锂元素更加丰富。

先来看看铝离子电池的技术优势

这种新化学组成的体积能量密度超过1500Wh/L，重量能量密度有望达到600Wh/kg以上。据介绍，一组150kW的固态铝离子电池的重量为565kg，可为电动汽车提供1200km的单次充电续航里程，并可持续至少2万次充放电循环（相比之下，锂离子的最高充放电循环次数为5000次），在车辆使用过程中，可提供长达15年的稳定使用寿命。

Dana风险投资基金创始人Ghayad Eid表示：“这项实验和研究演变成一个工业过程，将铝转化能达到最佳电子密度的合金。”

Ea2I系统使用高能、改变(altered)和无序的岩盐结构作正极，目前正在对其原型进行测试。Eid表示：“当前的每千瓦锂离子电池，如能承受高达2000次循环，可在150℃内工作，那么这种铝离子每千瓦至少可以承受5000次循环，工作温度高达350℃，而且成本要低得多。”

在获得专利的Ea2I化学工艺中，使用混合纳米技术来开发快速充电电极和电解质，采用铝和铌，以及固态电解质。Ea2I化学不使用钴或镍，不会出现锂离子电池的枝晶生长和热失控火灾问题，向固态铝离子电池又迈进了一步。据称，这使其比锂离子电池技术的成本要低50%，而且具有更高的能量、容量、循环和电池寿命。

目前，铝离子电池的潜力已多次得到证实，但尚未进行商业测试。

2021年锂离子电池风头无两。

到了年末，铝离子电池突然横空出世，纸面上指标之优秀，在续航、安全、循环次数等方面“秒杀”锂离子电池。

不仅如此，据报道铝离子电池甚至计划在2022年实现商业化，慢慢取代性价比不高的锂离子电池。

众所周知，锂离子电池的问题就是稳定性差，而固态电池有望解决这些问题。

近日，一家亚洲电池研发初创公司Saturnose将公开发布其增强型铝离子(Enhanced Altered Aluminum Ion，简称 Ea2I)电池的独立测试结果，并计划推出一种固态可充电铝离子电池。

对于Saturnose，可能大部分电池行业人士都不了解。Saturnose官网显示其位于美国特拉华州，福布斯的报道则将其描述为一家亚洲公司，他们是一群由沙特阿拉伯资本支持的印度研究员们。

该项目最初由沙特阿拉伯的达纳风险基金提供两轮种子资金支持，Saturnose 的铝离子电池自5年来一直处于“隐形”开发状态，学术研究在两大洲协调进行。

据Saturnose公司所声称的其增强型铝离子电池的测试结果，这种电池具以下5大优点：高能量密度、超高的充电效率、更长的使用寿命、高安全性能、极高性价比。

达纳风险基金创始人加亚德-艾德将 Ea2I 电池描述为向固态铝离子电池迈进了一步，他表示该电池不使用钴或镍，不存在锂离子的枝晶和热失控火灾问题，续航1200公里，汽车用使用寿命高达15年。相反，Ea2I 系统的阴极使用了高能、改变和无序的岩盐结构，它的原型现在正在测试中。

这两年我们看到很多新型电池的报道，比如固态电池、钠离子电池等。不过当我们满怀期待等着量产消息的时候，得到的结果都是尚在研发阶段无法量产。
 
最近，一家名不见经传由沙特支持、印度研究者主持的电池研发公司Saturnose宣布将公开发布其增强型铝离子（Enhanced Altered Aluminum Ion，简称 Ea2I）电池，并计划推出固态可充电铝离子电池，预计将于2022年实现商业化。
 

秘密研究5年之久，王炸产品？
 
据悉，这款Ea2I铝离子电池秘密研发了5年之久。
目前Saturnose公司公开的信息表示，Ea2I能量密度可达600Wh/Kg，续航超过1200km，充电循环次数超2万次，一次充满电仅需12分钟，使用寿命可达15年。在制造材料上，Ea2I使用铝和铌以及固态电解质，阴极采用岩盐结构，
不含镍和钴。成本是锂离子电池的50%，且不会发生锂离子电池热失控导致火灾的问题。
 

这一组数据是什么概念呢？目前市面上磷酸铁锂电池能量密度140Wh/Kg，三元锂电池能量密度可达到200Wh/Kg，Ea2I将是目前市面上纯电车续航的三倍，并且完全不会存在锂电池热失控的问题。
 
锂电池成本上涨，
快用不起了
 
近两年，大家对下一代电池技术的探讨火热至极，氢燃料电池、钠离子电池、钛电池等技术层出不穷，但是却无一实现大规模商用量产替代掉锂电池。
 

锂作为稀有金属，在地壳中的含量为0.0065%，我国锂产量和生产规模较小，85%的锂存在于盐湖中提取困难，
因此我国企业对锂的需求主要也是依靠进口。
 

近年来随着电子产品和纯电汽车对锂电池的需求不断上涨，金属锂、碳酸锂等材料价格也是持续走高。截止12月6日，金属锂涨2万元/吨，最高报111万元/吨；碳酸锂最高涨3500元/吨，最高报22万元/吨。

不会的～虽然说新事物的出现必将取代旧事物，但是锂电池的发展历史已经非常久远，横空出世也需要很长一段时间考验，考验它的各方面的性能，这也需要很长时间，包括推广，再加上中间的一些复杂的过程，即使试验成功，面像国内或者国际市场也需要很长的时间，我觉得锂电池将被终结这一说法，我不太赞同

个人认为这个事情还很远，铝离子的技术还不是很成熟，而且也不能大规模生产，最关键是没有安全保障

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西和县18512431708： 下列说法中不正确的是( ) ① 淀粉、纤维素、蔗糖和麦芽糖都能水解,最终水解产物都为葡萄糖.② - ？
边娟怡神： A试题分析:①、蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,①不正确;②、SO 2 具有还原性,溴水具有氧化性,二者反应生成硫酸和氢溴酸,溴水褪色后加热不能恢复原色,②不正确;③、葡萄糖含有醛基,与新制的碱性Cu(OH) 2 悬浊液共热,生成砖...

西和县18512431708： 人们应用原电池原理制作了多种电池,以满足不同的需要.以下每小题中的电池广泛使用于日常生活、生产和科 - ？
边娟怡神： (1)铅蓄电池的电池总反应式为:Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O,依据反应的总电池反应,反应中Pb元素化合价升高的在负极失电子发生氧化反应,其电极反应为:Pb+SO42--2e-=PbSO4,PbO2中元素化合价降低的是在正极得到电子发生...

西和县18512431708： 2015年4月,由中美科学家共同完成的“快速充放电铝离子电池”,具有高效耐用、可超快充电、可燃性低、成本低等特点.该电池以金属铝作为负极,三维结... - ？
边娟怡神：[选项] A. 放电时,负极的电极反应式:Al-3e-+7AlCl4-═Al2C17- B. 充电过程中,AlCl4-脱嵌并从阴极向阳极迁移 C. 充电过程中阳极的电极反应式为:Cn+AlCl4--e-═Cn,其中C的化合价升高 D. 该离子液体也可用于钢制品上电镀铝,但阴极材料要换成镀件

西和县18512431708： 铝离子电池工作原理 - ？
边娟怡神： 产品原理 铝离子电池包含一个由铝制成的带负电阳极和一个带正电石墨阴极,由于三维石墨优良的导电性能和巨大的比表面积,能够极大的缩短电池的充电时间.

西和县18512431708： 铝碳双离子电池有什么缺点? - ？
边娟怡神： 1.双离子电池早已被广泛研究,由于正负极一般采用石墨,所以又称双石墨电池,或者双碳电池,这种电池最大的缺点就是电解液中的盐会作为“燃料”以阳离子和阴离子的形式分别嵌入(吸附)到负极和正极.因此特点,这种电池很大的缺点就是能量密度低,要么就是盐的密度做的很高才行(但也要考虑石墨能不能吸收这些离子)

西和县18512431708： 废电池必须进行集中处理的首要原因是()A.充电后可再使用B.回收利用石墨电极和金属材料C.防止电 - ？
边娟怡神： 废旧电池一般不能继续充电使用,石墨电极和金属材料回收的价值不大,但废旧电池中含有重金属离子,如随意丢弃会污染土壤和水源,必须进行集中处理. 故选C.

西和县18512431708： 下列叙述不正确的是 A.金属腐蚀的本质是金属原子失去电子而被氧化 B.将地下钢管与直流电源的正 - ？
边娟怡神： B 试题分析:A、金属腐蚀的本质是金属失电子,发生氧化反应,正确;B、钢管与电源正极相连,即钢管作阳极,易失电子,被氧化,不能起到保护钢管的作用,错误;C、电解时金属作阴极是可以的,因为阴极得电子,发生还原反应,金属单质不会得电子,正确;D、氢氧燃料电池负极发生氧化反应,失电子,化合价升高,所以氢元素的化合价升高,氢气被氧化,正确,答案选B.

西和县18512431708： 短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大,元素W是制备一种高效电池的重要材料,X 原子的最外层电子数是 - ？
边娟怡神： C 试题分析:因X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,是碳元素,Y是地壳中含量最丰富的金属元素,为铝元素.Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,是短周期元素,且W、X、Y和Z的原子序数依次增大,Z为硫元素,W是制备一种高效电池的重要材料,是锂元素;元素X与氢形成的化合物有C 2 H 2 ,C 6 H 6 等,故A正确;元素Y为铝,铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成,故B正确;W、X的氯化物为LiCl,则Li + 的最外层只有两个电子,故C错;硫和碳可形成共价化合物CS 2 ,故D正确.

西和县18512431708： 锂是全世界最轻的金属,谁能够取代锂电池 - ？
边娟怡神： 虽然锂电池比较轻,但是它也有缺点,就是容易发热爆炸.前几个月看新闻是现在已经有铁离子电池和铝离子电池了,即使用锤子砸也不会起火爆炸.

西和县18512431708： 短周期元素W、X、Y、和Z的原子序数依次增大,元素W是制造一种高效电池的重要材料,X原子的最外层电子数是 - ？
边娟怡神： A 试题分析:根据题意可知这几种元素分别是W:Li;X:C;Y:Al;Z:S.A.LiCl中Li未达到8电子稳定结构.错误.B.碳 和氢可以形成C 2 H 2 、C 6 H 6 、C 8 H 8 等多种化合物.正确.C.2Al+2NaOH+2H 2 O=2NaAlO 2 +3H 2 ↑.正确.D.碳和硫可以形成CS 2 .正确.