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北大团队研发中温熔融盐铝电池 成本低至锂电池的12–16%

2022/08/30 11:24:18 来源:电缆网 分享到:

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【电缆网讯】近日,北京大学材料科学与工程学院庞全全团队和麻省理工学院唐纳德·R·萨多威(Donald R. Sadoway)团队以及滑铁卢大学、美国阿贡国家实验室等合作,研发了一种不可燃、超低物料成本、可达到分钟级超快充的中温熔融盐铝电池

该电池可以在较低的温度~110℃ 下运行,因其独特的脱溶剂化动力学,适用于多种大规模储能应用场景,如发电侧清洁能源消纳配储,电网侧的调频、调峰,用户侧的峰谷套利、工商业电源等。

北京时间8月25日,相关论文以《无晶枝短路的快速充电铝硫电池》(Fast-charging aluminium–chalcogen batteries resistant to dendritic shorting)为题发表在 Nature 上。

该团队首先通过使用低价的无机氯化物熔融盐电解质,使其具有丰富的高阶 AlnCl3n+1 组分。庞全全表示,“此组分有利于脱溶剂化,这也是我们解决反应动力学的最根本原因。”要知道,这种无机熔融盐电解质成本将非常之低,例如其中就包含大家日常食用的氯化钠盐,同时无机盐不可燃,本征安全性高。

该团队本次研发的新型铝电池由于成本低、快充能力强,有望为发电侧清洁能源并网、电网侧的调频、调峰等领域应用带来突破。除了有望应用于大规模储能、智慧微网等场景之外,该电池体系还可以用于用户侧的峰谷套利以及工商业电源。

同时,由于该电池能量密度与磷酸铁锂电池相比在电芯层面上不相上下,且能实现快充,该团队也在积极探讨未来作为动力电池应用于新能源汽车的可能性。

“该技术既简化了冷却系统,又避免了高温封装问题,且电池可以靠自身焦耳热维持运行温度,热管理能耗比锂离子电池反而更低。”庞全全表示。

根据论文,该电池可以在较低的温度 110℃ 左右下运行,电压计划可以减小至 50mV, 能量效率高。电池可以实现 10C-100C、甚至 200C 的极快速充电(秒级),例如在10C的充电倍率下表现出500 mAh g1的高容量。

该电池循环稳定性强,在没有进一步的优化下,可以在5-10C的高充电倍率下以及在50-100C的超高充电倍率下维持数百圈循环。庞全全表示,“根据我们的计算,以软包电池为大尺寸电芯的结构原型,电芯的总体能量密度可达 526 Wh L-1 与其他锂离子电池体系相当,而电芯物料成本预计将低至目前锂离子电池的 12–16%(8.99 美元/kW·h)。”

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责编:曹静
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