鉅大LARGE | 點擊量:2162次 | 2021年11月18日
鎂基電池有望打破儲能僵局 成本更低壽命更長
作為未來智慧能源的入口,近年來儲能一直受困于高昂的成本,而無法在清潔能源市場上大規(guī)模推廣。從材料創(chuàng)新到梯次應(yīng)用,研究人員進行了多種嘗試,卻始終無法從根本上解決這一難題。
日前記者獲悉,一種由廣核聯(lián)達儲能中心科學(xué)家李宏斌教授自主研發(fā)的新型概念電池——鎂基電池將有望大幅度降低成本,破冰儲能大規(guī)模應(yīng)用障礙。據(jù)李宏斌教授介紹,此新型電池在經(jīng)過、海洋等科技領(lǐng)域廣泛應(yīng)用之后,已經(jīng)做好了應(yīng)對大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用的所有準(zhǔn)備。
成本更低,只有鋰離子電池的1/3
據(jù)李宏斌教授介紹,新型鎂基電池目前大致有三類:第一類成為原電池,包括鎂銀、鎂銅等儲備電池,重要應(yīng)用于等特殊領(lǐng)域;第二類是介入醇的有機物作為電解質(zhì)形成的鎂離子的嵌入和脫出的鎂離子二次電池,此類電池目前尚在實驗中;第三類是摻鎂新型離子電池,也稱燃料動力鋰電池,其中得到軍方廣泛認可的是鎂基鋰離子電池,已經(jīng)在航天、深海、臨近空間的高空被廣泛運用。
而無論哪種鎂基電池,最重要的材料都是價格更為低廉的鎂。據(jù)李宏斌教授介紹,目前鎂的市場價格只有鋁的10%不到,自然界中存在量更加廣泛,材料的成本價格更低。同時,相較于鋰離子電池,鎂基電池從化學(xué)結(jié)構(gòu)上兩個電子的雙價位結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,因此利用率更高達到90%以上,遠遠高于鋰離子電池的38%。在數(shù)據(jù)方面,經(jīng)軍方多年試用數(shù)據(jù)顯示,一度電的成本可以降到1000元以下,遠低于傳統(tǒng)的碳酸鋁、鈉硫電池的6000元均價,以及目前通用鋰離子電池的2500元,成本更加低廉。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
壽命更長,實現(xiàn)3000次以上充放電
在幾種不同應(yīng)用體系中,鎂基電池的表現(xiàn)各不相同。具體到大家普遍關(guān)心的儲能系統(tǒng),李宏斌教授表示在平均電流0.3-0.5安士之間,鎂基電池的壽命在3000次充放電以上。
此外,“耐低溫是新型鎂基電池更顯著的優(yōu)勢”。李宏斌教授進一步指出,我國2/3的疆土在高寒高原環(huán)境下,而這些地域也正是風(fēng)能、太陽能等清潔能源蘊含豐富的地區(qū),同時也是儲能電池需求較多的地域,而鎂基電池由于其選用的化學(xué)材料更加穩(wěn)定的特性,導(dǎo)致其在這些低溫環(huán)境下有更加出色的表現(xiàn),完全打破目前市場上其他電池受限低溫環(huán)境的僵局。
輕金屬材料,無污染
同其他電池相同,鎂基電池的重要材料來源于鎂,跟鋰相同同屬于輕金屬材料,對環(huán)境污染的壓力就就小得多,幾乎可以忽略不計。
不同于傳統(tǒng)的鉛電池的酸值排放污染,鎂基電池在化學(xué)反應(yīng)過程中酸已經(jīng)被大大弱化。同時,在制造過程中,只要加強反應(yīng)過程中廢棄物回收,跟目前鋰離子電池上所做的相同,就可隨著循環(huán)次數(shù)的不斷新增,鎂基電池的中性特點就會越發(fā)明顯,到最后完全失去酸性,化合物的本質(zhì)發(fā)生變化,因此不會造成污染。此外,作為輕金屬而言,李宏斌教授表示,代表著鎂基電池相有關(guān)其他電池重量更輕體積更小,具有更大的發(fā)展空間。
有關(guān)新型鎂基電池的市場空間,李洪斌教授表示,隨著風(fēng)能、太陽能、水電、核電、生物質(zhì)電等清潔能源的發(fā)展,儲能市場的儲備空間極大,加上鎂基電池本身優(yōu)良特質(zhì),未來前景不可限量。在市場應(yīng)用方面,據(jù)記者調(diào)查,廣核聯(lián)達已經(jīng)與十一科技全面合作,以京津為核心,打造華北、華東和華南三大區(qū)域性儲能中心。明年初動工,初期鎂基電池產(chǎn)量規(guī)模在30億安士,全國總體規(guī)模到60億安士,產(chǎn)值達到400-500億元人民幣。
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