電動汽車産業快速發展,與之配套的锂電池能量密度接近“天花闆”,無論是三元、高鎳還是磷酸鐵锂,其續航裡程的突破都遇到了瓶頸。
目前能夠提升續航裡程的方法主要集中在兩個方向:
一是對锂電池結構改造,減少材料用量,以此來提高電池的能量密度。如比亞迪的“刀片電池”就是通過結構改造,提高了電池空間利用率,使電池體積利用率提升了50%以上,從而增加續航裡程。
二是實現快充,通過增加快充性能,使電池能夠在30分鐘内完成快充,以此來彌補能量密度的不足,實現連續續航。如銀隆推出的钛酸锂電池,就是通過以钛酸锂作為負極,改進锂電池快充性能,可以在20分鐘内完成充電,具備連續續航的性能。
最近有報道,中國科學院深圳先進技術研究院鋁基新型锂離子電池,以鋁基複合材料作為負極,鋁箔既是負極材料又是集流體。如此一來,利用鋁箔取代傳統的石墨負極和銅箔集流體,不但成本降低,而且用料減少,锂電池的能量密度提高13%~25%,使得續航裡程增加。更為優秀的表現在锂電池充電時,锂離子從正極材料中脫嵌出來,運動到鋁箔負極表面,與鋁形成鋁锂合金;放電時,锂離子從鋁锂合金中脫出,又嵌入到正極材料中;鋁複合材料導電性良好,有效提升電荷傳輸效率,具有良好的快充性能。
通過檢索,國内對鋁負極已進行了相關技術布局,如:
深圳先進技術研究院對鋁基負極材料進行了系統的研究,申請的專利“鋁基非晶負極活性材料、複合負極活性材料、電池負極材料和電池”,通過稀土元素對鋁的非晶改性。
北京化工大學申請的專利“一種高性能锂離子電池鋁基負極材料及其制備方法”通過鋁納米片與碳納米管複合,使鋁負極快充性能提升。
長沙迅樣新材料科技有限公司申請的專利“一種電池用鋁合金負極材料及其制備方法”通過在鋁中摻雜多種稀有金屬,是鋁合金負極具有活性、防止氧化,滿足大電流放電。
萬萬沒想到,打破锂電池快充格局的竟然是鋁負極。鋁基負極材料成本低,原料來源豐富,直接使電動車制造成本降低,加快電動車普及速度,相比與其他負極材料更具備潛在的商業化推廣應用價值。據專業機構估算,到2025年,中國锂電池終端市場的規模就将達到415億元,全市場規模更是可觀。随着汽車産業的電動化,對于锂電池的需求也會急劇增加,如果采用鋁箔取代傳統的石墨負極和銅箔,将會産生巨量的鋁箔需求,這對鋁箔企業将是一個重大利好。我們将持續關注。
我們對相關産業投資機會做了詳細調研和分析,并将持續更新幹貨,請讀者移步專欄閱讀:
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