东深铝电池2.0

Posted 2020-10-08

东深铝电池

                                                                                                                                                                                                                                                                                                          

负责人：翁驰

合伙人：赵曈

签约员工：张静，韩楠，赵圆心

                                                                                                                                                                                                                                                                             

 

   

产业链条详细的介绍

关键的瓶颈定位和理由汇报

解决方案list

成本分析,推广难度

未来市场前景预测和评诂

 

产业链条详细的介绍

在德阳东深新能源公司产品展示区，该公司自主研发制造的基站备用电源、车载动力电池、航空动力电池、装备电源(分布式/智能电网、快速充电桩)等产品，让记者感到很是“神奇”——“让铝变成汽油一样的燃料。”具有颠覆性的是，用铝发电，铝是不会消失的，可循环利用。

 

　　铝-空气金属燃料发电通过消耗铝合金负极、电解液中的水和空气中的氧气对外输出电能，具有超大功率、高效、清洁、安全和可持续的优势。据该公司董事郝步东介绍，用铝发电，在国内外都是一种新尝试。“目前，国外只有以色列有公司在做，在国内，据我所知只有我们这一家。”

 

　　今年4月，国家发改委、国家能源局联合下发的《能源技术革命创新行动计划(2016-2013年》和《能源技术革命重点创新行动路线图》，明确了金属燃料电池的发展路径。德阳正着力实施“高端新型产业培育计划”，制定出台了一系列创新政策举措。

 

　　铝空动力产业园的正式揭牌，标志“旌阳造”铝-空气金属燃料UPS在国际上率先实现产业化。旌阳区委书记邓平表示，未来五年，旌阳将围绕新能源、新材料、高端装备智能制造等战略性新兴产业，不断提升高新技术研发能力，打通区内石墨烯、铝空动力电池等下游应用通道，大力发展新型建筑材料，形成完整产业链，加快推进石墨烯产业园、铝空动力产业园、新型建筑材料产业园建设，实现新兴产业集群发展。

关键的瓶颈定位和理由汇报

　　技术、配套有待突破

　　铝空电池的发展一直伴有争议，而“优点、缺点都很突出”是业内共识。

　　天津大学教授王为是铝空电池在国内的主要研发人，她认为，铝空电池具有“能量密度高、安全、可循环、环保无污染”等优点，未来可在通讯基站、医院、电视台的应急备用电源领域广泛应用，仅此一项就有“千亿市场”可待开发。

　　而铝空电池本身也是像干电池一样的“一次性电池”，可以“用完即换”。应用于新能源汽车，相比锂电，不需要解决麻烦的充电问题。“只要密封好，铝空电池无论运输、储存还是携带都非常安全。”王为说。

　　“要促进铝空电池发展，正视缺点更为重要。”在东深新能源首批产品下线当天，欧阳晓平不止一次强调这一观点。在他看来，铝空电池缺点也很突出。例如，作为不能充电的“一次性电池”，要大范围商用，需要重新建立一条从制造到运输、到更换再到回收的产业链。“建立这个体系，需要巨大的资金投入，更需要长时间培育。”而对驱动大型装置来说，铝空电池功率密度较低，往往需要配套锂电池使用，这也导致其实用性打了折扣。

　　铝燃料电池生产企业相关负责人也认为，要加速工程化、产业化进程，当务之急还要“让铝空电池的体积变得更小、能量密度进一步提升”。                                          

成本分析,推广难度

　　铝空电池用途广泛，以之为基础的铝燃料UPS并非德阳希望量产的唯一产品。“让铝空电池一举成名的应用，还是在新能源汽车领域。”说起这项“黑科技”，中国工程院院士欧阳晓平说，两年前，国外一家公司就对外展示过这项技术，并号称用铝原料、水和空气发电的铝空电池“仅靠注水可续航达3000公里”，当时一度引起轰动。“国外试验可达3000公里，德阳试验的结果是‘装30公斤铝续航1000公里’。”东深新能源相关负责人告诉记者，就能量密度、功率性能和安全性而言，铝空电池非常适合做牵引动力电池，而这也是企业的主攻方向。他们通过与川内一家车企合作，经过近一年的论证和试验，目前已实现“一次性装30公斤铝燃料，可续航1000公里”。

　　该负责人算了一笔账：铝原料价格约为12元/公斤，加上制作反应装置等成本，百公里成本约45元，“每公里0.45元，比烧油划算。”

　　他们已将铝空电池装载到一款载重3吨的冷链运输车上，目前正在进行试跑。“电池放置的位置等细节正在调试中，面世指日可待。”启动铝空动力新能源汽车项目，未来德阳将着重打造铝空动力电源和混合电源等全系列新产品。

　　用铝空电池为无人机和轻型飞机等提供动力，则是另一大应用方向。目前，东深新能源也正与国内多家院校、机构合作，进行铝空动力无人机和电动轻型飞机铝空动力电源样机及测试。

　解决方案list

　　“循环发展”未来可期

　　对于铝空电池的发展，欧阳晓平认为“未来，更值得期待”。

　　他认为，铝是地球上含量极丰富的金属元素，而铝空电池技术将铝“由金属材料变为燃料”，本身就将促进电池行业大换代，甚至有可能改写整个能源格局。多领域研发、试验，被其视作突破铝空电池技术瓶颈的应对之策。他透露，未来他还将把铝空电池与超级电容器结合起来，广泛研究用于航空动力和水下动力等领域。

　　值得一提的是，“用铝发电，铝并不会消失”，而这也被视为铝空电池发展的又一显着优势。郝步东介绍，依照他们的技术，普通甚至废弃的铝材料可以变为燃料，实现发电。而一旦产业链成熟，“铝空电池回收”也将是一笔大生意。

　　据介绍，铝空电池放电的副产物氢氧化铝可大量用作工业级阻燃剂，实现回收利用。过剩的氢氧化铝通过分离可生成直径30纳米的颗粒状氧化铝，用于生产工业蓝宝石等。而过剩的氧化铝又可采用绿色电解铝工艺，再次成为铝燃料，从而实现“循环发展”。

　　今年4月，国家发展改革委、国家能源局联合下发文件，明确了金属燃料电池的发展路径。按照顶层设计，德阳正着力实施“高端新型产业培育计划”等一系列创新政策举措，优势企业、产业联盟、核心技术、高精尖产品“四个一批”创新发展规划稳步推进。

　　10月28日，四川省铝空动力产业园也在德阳旌阳高新区揭牌，明确将以德阳东深新能源科技有限公司为核心企业，新增至少5家配套企业，促进电池行业更新换代，打通铝空电池全产业链通道。　

 

未来市场前景预测和评诂

目前铝空气电池尚未在工业和民用领域得以大规模推广应用，主要是由于材料制备技术有待完善和对其二次充放电的理念的认识。

　　在技术层面：铝空气电池的实测比能量和放电效率与理论值相差较大，其中存在的主要技术问题，包括

　　（1）铝阳极自腐蚀和析氢在很大程度上制约了其放电效率，铝阳极的表面钝化影响了其放电响应时效；

　　（2）电解液与阳极的匹配性，既能与铝电极形成快速的阳极氧化反应响应机制，又能够保持离子传递的高效与稳定，氧化产物的可循环性等；

　　（3）空气电极的结构，导电集流层电流的自损耗 ，空气电极催化剂的氧还原能力等，均有待进一步优化提高。

　　铝空气电池作为二次电池的构想：铝空气电池作为金属燃料电池，一般观念认为是一次电池，这是对于充放电循环单元认识上的一个误区。我们现在普遍使用的锂离子电池作为经典的二次电池，可以实现即时充放电转换，如果铝空气电池能够实现工业化的充放电过程，从这一大的循环体系来说也可以将其视为二次电池，而且这是解决其推广应用的关键技术之一。

　　

　　纯铝或合金经过阳极氧化反应（ 放电）生成Al2O3?nH2O，Al2O3?nH2O 经过焙烧生成Al2O3，进一步经过电解还原（ 充电）可以重新生成铝；Al2O3 和

　　Al2O3?nH2O 也可作为制备化学品氧化铝的原料。

　　铝空气电池高的比能量以及它的安全及对环境无害的特点决定了它将有一个广阔的发展前景，未来或将首先应用于动力汽车和矿山开采等移动设备。铝空气电池可以设计为集成电池组，像汽油等燃料一样存放在加油站或专门的充电站，使用过程中当阳极消耗完以后直接更换电池组即可。放电后的电池组交由专业的技术公司进行Al2O3?nH2O 的分离回收和电池组的二次装配。