电池研发公司Eos储能声称已经解决了抑制电池技术发展的关键问题,有可能会带来一场电网储电的革命。如果该公司是正确的,其锌空气电池储存电能仅需天然气额外产生成本的一半——该方法目前被用于满足高峰供电需要。
公司官方表示,目前的原型产品证实其能量密度是锂离子电池的2倍。他们称其最终产品将在电网级应用中持续使用30年,相比铅酸电池,其生命周期有着数量级的提高,从而使它成为使用寿命最长的电池品种之一。首席执行官迈克尔∙奥斯特(Michael Oster)表示,Eos不久将完成一轮来自数个投资者总共1000万美元的融资。
“如果他们能够说到做到,这将会是一场革命,”市场调研公司Lux Research分析师史蒂夫∙明尼翰(Steve Minnihan)说道,他表示该技术显示了电网储能和电动汽车的广阔前景。
由于其安全、廉价而且能量密度高,锌空气电池长期以来一直吸引着电池开发者们。与将所有反应物都包裹在电池内部的传统电池不同,锌空气电池能够从空气中吸附氧气来产生电流。能够从外部空气吸附使该电池有着更高的容量体积比,而且材料成本也更低。这种电池水基化学性质还意味着它不易起火,不像锂离子电池那样。
然而,直到现在这些电池仍然效率低下且寿命较短,受此限制,它们只能被用于小型、不可充电的应用,比如助听器。Eos官方表示,他们已经解决了几个困扰之前工作的问题。
Eos的关键进步包括电解液化学性质的改变以及电池的设计。锌空气电池通常使用氢氧化钾——一个从空气中吸收二氧化碳的基本方法。这将产生碳酸钾,缓慢地堵塞电池的气孔。由于Eos的电池使用了一种新型的中性电解液,奥斯特说道,因此它们不用吸收二氧化碳。该公司还使用了一种水平的电池结构,靠重力将电解液从空气中分离出来,而不是靠一层物理薄膜。这一改变,他说,能够防止锌电极上产生的物质使薄膜破裂而造成电池失效。
奥斯特表示,其公司已经在一个1/3千瓦规模的电池上实现了2700次循环而无物理衰减的目标。相比之下,另一个从事类似技术研究的主要竞争者ReVolt Technology公司则希望在2013年前实现1000次循环。然而,明尼翰说,要达到其10000次循环和兆瓦级电池的目标,Eos仍然有很长的路要走。
奥斯特表示,该公司计划出售储量6小时的兆瓦级电池,每千瓦小时建造成本为160美元。通过在需求较低时储存电能,他说,这些电池应该能够在高峰期以每千瓦小时12到17美分的价格提供电能,相比之下,天然气电厂产生的电能每千瓦时则需要22到30美分。
戴尔豪斯大学(Dalhousie University)理化学教授杰夫∙德恩(Jeff Dahn)表示,如果该公司已经解决了电解液和薄膜的问题,这应当是锌空气电池的一个巨大进步。“但需要给我们展示数据,”他说道。“这方面的数据还从未被呈现过。”
戴恩还表示,将锌空气电池输入输出电量进行比较,其最高效率只有60%,相比而言,铅酸电池大约是80%,而锂离子电池则超过95%。他表示,低效的结果就是充放电电压不同,而这是此类电池的固有特性。
Eos声称已经找到了解决电压问题的方法并提高了效率,但戴尔并不相信。“许多人长期以来都在从事可充电锌空气电池以及‘效率问题’的研究,但仍无破解之道,”他说道。
锌空气电池将引领电池革命
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