近日,从中科院宁波材料所动力锂电池工程实验室传出消息,实验室已成功研制出基于石墨烯空气阴极的千瓦级铝空气电池发电系统。经实际演示,该电池系统可同时为一台电视机、一台电脑、一台电风扇与10个60瓦照明灯泡同时供电,科学验证了该电池发电系统的供电能力。
铝空气电池作为金属空气电池的分支,是一种将金属材料的化学能直接转化为电能的化学电源。“金属空气电池具有比能量密度高、储存时间久、适配温度范围宽、放电寿命长与安全环保等优点,在极端特殊条件下如通讯基站备用电源、灾害应急救援用电等方面具有明显的替代优势,在电动汽车増程器应用方面也有广阔的市场前景。”实验室高级工程师薛业建介绍。
在科学界,金属空气电池不是一个新鲜事物。然而,电极功率密度有待提升、难以满足高功率输出、阳极利用率不高和电池系统热失控等技术瓶颈,制约着金属空气电池产业前行。自2013年起,实验室围绕金属空气电池技术难点展开重点研究,在石墨烯复合催化剂、新结构空气阴极、金属阳极合金化、单电池制备工艺等多方面取得一系列重要进展。并利用石墨烯材料高效分散的特点,采用石墨烯复合锰基氧化物催化剂,制备新型石墨烯基高效空气阴极,将单体电池功率密度提高25%,大幅提升金属空气电池的综合性能。
“此次研发出的铝空气电池发电系统能量密度高达每公斤510瓦时、容量20千瓦时、输出功率1千瓦。”薛业建表示。目前,实验室正积极设计开发用于通讯基站备用电源和电动汽车增程器的5千瓦级大功率铝空气电池系统。
实验室主任刘兆平表示,铝空气电池发电系统的技术突破对于延长电动汽车的续航里程、推动电动汽车轻量化发展有重要意义。“可以做到1度电跑15公里!”据悉,目前宁波材料所已投入300万元用于购买中试实验线,实验线预计8月底建成,可年产3.5万片金属空气阴极。“下一步我们的重心是与新能源汽车企业开展产业化合作,将成熟的技术和产品推向市场。我们信心很足。”刘兆平说道。
信息来源:宁波市科技信息研究院