锂离子电池是目前最为广泛利用的一种二次电池,其具有能量密度大、自放电率低、电势差高、循环寿命长等优点。锂离子电池已在许多领域实现应用,如手机、电动汽车、卫星、飞船、水下机器人等。但是,锂电子并非没有缺点,其在功率密度、充电速度、使用寿命等方面还有改进的空间。
为此,科学家们开发出一种新型铝离子电池,在充电速度明显加快的同时,这种电池的寿命更长,而且不需要冷却系统协助。
功率密度是衡量电池充电和放电速度的单位,目前的锂离子电池功率密度在 250-700 瓦/千克之间,而这种新型电池功率密度约为7000 瓦/千克,这是一个巨大的飞跃,它几乎达到了超级电容器的水平。其次,这种新电池具备较强的充电速度,使用这种铝离子技术的手机可以在 1-5分钟内充满电,比当今主流的锂离子电池要快10倍左右。
更重要的是,在生命周期测试中,该电池大大超过了锂电池。经历了2000 次完整的充电和放电循环,其性能没有明显的变化。因此,这种电池安全性能也较高,在使用寿命结束后,它们也比锂电池更容易回收。此外,铝离子电池还具备出色的散热性能,即使他们以巨大的速度进行充电和放电,一般情况下,也不会出现过热问题。
以上述100千瓦时的电池为例,同样重量的锂离子电池只能携带60千瓦时。但是,如果不需要额外的80公斤冷却设备,铝离子动力汽车可以运行额外的80公斤电池,这会带来总共72．8千瓦时的电量以及巨大的快速充电率,这几乎可以终结续航焦虑症。
简单来说,铝离子电池技术在生命周期方面比锂电池长得多,能够经历2000次充电和放电循环,且性能没有明显下降;另外,新电池非常安全,起火的可能性非常低,在使用寿命结束后也比锂电池更容易回收。
更为关键的好处是,由于电池不会过热,它们不需要冷却装置。冷却系统可以从电动汽车中取消,取而代之的是一个更大的铝离子电池组,且在同一辆车中提供与锂离子相同的能量密度。
所以,未来,该铝离子电池或是下一代高性价比电池技术的理想选择。
