日企研发锌充电电池,有望比锂电池便宜一半
2024/01/30
储量丰富、各地区都有产出的锌已成为新一代电池的候选材料。日本夏普和FDK将分别推进使用锌的充电电池的验证实验和试生产。与使用稀有金属的锂电池相比,有可能使成本降低一半。
夏普正在推进开发名为“锌空气电池”的新型电池,力争2025年度启动验证试验。单位体积的能量密度与目前主流的锂电池处于相同水平,预计使用年限达到约2倍的20年左右。
夏普将推进名为“锌空气电池”的新型电池的开发(图片由该公司提供) |
锌也被用于一次性碱性干电池的负极等,但几乎无法用于可反复充放电的充电电池。这是因为如果反复充放电,电极部分会析出针状结晶,引起短路。
夏普正在开发的锌空气电池的特点是将充电单元和放电单元分离。即使电极部分产生针状结晶,也不易发生短路。力争在存储光伏、风力等可再生能源电力的固定型蓄电池等领域实现实用化。
在20世纪后半叶,很多电子企业曾尝试在充电电池上采用锌,但以当时的技术来看难度很高,因此都放弃了。但近年来,开发竞争再次燃起。其背景是资源问题。
目前主流的锂电池使用锂、钴、镍等稀有金属,均为资源量很少或生产集中在少数国家。由于纯电动汽车(EV)的普及叠加供求紧张,价格波动也很明显。
另一方面,锌是储量和产量都很高的“基础金属”之一。冶炼也很容易,可以降低原材料的采购成本。夏普的负责人表示,如果锌空气电池实现商用化,与锂电池相比“有望更加便宜”。
在日本国内,FDK也在推进开发正极使用氢氧化镍、负极使用锌的“镍锌电池”。2023年11月宣布提高了耐久性,即使充放电1000次仍能维持约60%的容量。目前继续供应样品,2024年度内将把产能提高至3倍的每月3万个,开始试生产。
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