钜大LARGE | 点击量:619次 | 2021年09月21日
新开发革命性并网电池
电池开发商曙光储能公司(EosEnergyStorage)声称,已经解决了一些关键问题,不再阻碍电池技术,可以彻底改革电网储能。假如公司所说无误,那么它的锌空气电池就可以储备能量,成本只有额外天然气发电的一半,这种方法目前用于满足用电高峰需求。使用寿命长:这个千瓦级锌空气电池原型可充放电2700次,并且没有任何物理衰退,它的制造商声称。来源:麻省理工科技创业
公司官员表示,当前的锌空气电池样品表现出两倍于锂离子电池的能量密度。他们声称,最终产品可持续使用30年,进行电网级应用,循环寿命比铅酸电池高几个数量级,这使锌空气电池成为一种持续使用时间最长的电池类型。公司执行总裁迈克尔奥斯特(MichaelOster)说,曙光储能公司很快就会筹齐1千万美元左右的资金,这些资金来自几个投资商。
假如他们能够得到他们所声称的,那么这将会是一场革命,雷克斯研究公司(LuxResearch)分析家斯蒂夫明尼翰(SteveMinnihan)说,他认为,这项技术显得很有前途,既可用于电网储能,也可用于电动汽车辆。
锌空气电池技术很久以来就吸引了电池开发商,因为它既安全,也便宜,而且可供应高能量密度。与传统电池不同,传统的电池是把所有的反应物都包装在电池内,而锌空气电池则是从空气中吸入氧气,以出现电流。吸收外部空气,赋予电池更高的容量体积比,降低了材料成本。这种电池是水基化学反应,也意味着不易着火,不同于锂离子电池。
然而,到现在为止,这些电池效率很低,而且循环周期短,这就限制了它们的使用,只能用于小型的非充电应用,例如助听器。曙光公司官员说,他们已经解决了几个难题,这些难题困扰着以前的工作。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
曙光公司的关键进展,包括改变电解液化学反应和电池设计。锌空气电池通常使用氢氧化钾(potassiumhydroxide),这种碱性溶液可从空气中吸收二氧化碳。这会引起碳酸钾(potassiumcarbonate)堆积,逐渐堵塞电池的气孔。奥斯特说,因为曙光公司的电池使用一种新颖的中性电解液,所以,电池不会吸收二氧化碳。公司也采用一种独特的水平电池结构,依赖重力而不是物理膜,分隔液态电解液与空气。奥斯特说,这种改变可防止锌电极上的堆积物撕裂物理膜,导致电池失效。
奥斯特说,公司已经取得2700多次循环,没有物理衰退,用的是一块三分之一千瓦级的电池。相比之下,重伏技术公司(ReVoltTechnology)是一个重要的竞争对手,在研究相似技术,希望到2013达到1000次循环。然而,明尼翰说,曙光公司仍要走很长的路,才能达到目标,就是1万次循环和兆瓦级的电池。
能量存储:示意图显示,电网存储采用锌空气电池,可能外观就是这样,来源:麻省理工科技创业
奥斯特说,公司的目标是出售兆瓦级的电池,此种电池具有六小时的存储容量,成本为每千瓦时160美元。他说,此种电池在需求低时存储电,在峰值需求时供电,成本为每千瓦时1217美分,相比较而言,天然气厂所生产的电,成本为每千瓦时2230美分。
戴尔豪斯大学(DalhousieUniversity)物理和化学教授杰夫德恩(JeffDahn)说,假如公司已经解决了电解液和膜的问题,那么,这将会是迈向锌空气电池的重要一步。但是,要向我们展示数据,他说,这方面什么也没有展示。
德恩也说,锌空气电池的最大效率,就是输入电量与输出电量的比,只有60%,相比较,铅酸电池的效率大约为80%,锂离子电池的效率大于95%。他说,低效率源于充放电间的电压差,这是这种电池固有的。
曙光公司声称,已经找到一些办法,可解决这一电压差,提高效率,但是德恩不相信。许多人已经研究了很长时间,就研究可充电锌空气电池,但是效率问题仍未解决,德恩说。