瞻觀前沿

水系鋅電池（AZB）是一種可能替代鋰離子電池的技術(shù)，但由于化學(xué)腐蝕問(wèn)題，其發(fā)展面臨重大挑戰(zhàn)。研究人員近日開(kāi)發(fā)出一種可解決這一問(wèn)題的方案，可將電池使用壽命延長(zhǎng)至5到20倍。

澳大利亞新南威爾士大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院的一組研究人員近期表示，他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種可解決腐蝕問(wèn)題的方案，可以將電池的使用壽命延長(zhǎng)5到20倍，相當(dāng)于將其使用壽命從幾個(gè)月延長(zhǎng)到三年以上。

據(jù)悉，研究人員Yuan Shang、Priyank Kumar和Dipan Kundu博士說(shuō)，他們花了三年時(shí)間研究這種解決方案，方法是向電池電解質(zhì)中添加少量有機(jī)化合物。

他們發(fā)現(xiàn)，在電解液中加入1%濃度的1,2丁二醇可以解決腐蝕問(wèn)題，并有效減少樹(shù)枝狀鋅沉積，這種沉積會(huì)使電池短路。最新研究成果已于近期發(fā)表在了《先進(jìn)材料》雜志上。他們證明，就算是在超出實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的條件下，電池的循環(huán)壽命也提高了5到20倍。

研究小組表示，該解決方案保留了電解質(zhì)的水性，也保持了AZB技術(shù)的成本和安全優(yōu)勢(shì)。

圖源：《先進(jìn)材料》雜志

技術(shù)價(jià)值觀察

根據(jù)研究結(jié)論，AZB技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)可靠的儲(chǔ)能選擇，適用于各種規(guī)模的系統(tǒng)，包括小型住宅/商業(yè)、中等規(guī)模的社區(qū)儲(chǔ)能單元以及大型電網(wǎng)級(jí)安裝。據(jù)研究小組估計(jì)，完全開(kāi)發(fā)的AZB技術(shù)成本約為目前鋰離子電池價(jià)格的1/3至1/4，表明其具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。研究小組正在積極開(kāi)發(fā)電池原型，并尋求資金用于開(kāi)發(fā)商業(yè)方向的衍生產(chǎn)品，這表明AZB技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。

AZB技術(shù)目前處在產(chǎn)業(yè)上游環(huán)節(jié)。鋰離子電池是指依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的裝置。鋰電池的上游原材料主要包括鎳鈷錳、鋰礦和石墨礦，由此構(gòu)成正負(fù)極材料、電解液、電極基材、隔膜等；中游則是將正負(fù)極材料、電解液、電極基材、隔膜組裝成電芯后進(jìn)行制造和封裝；下游是鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域。

宏觀市場(chǎng)觀察

據(jù)中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2016年以來(lái)，我國(guó)鋰離子電池出口量及出口金額持續(xù)提升。2021年，我國(guó)鋰離子電池出口量為34.28億只，同比增長(zhǎng)54.34%;鋰離子電池出口額為284.28億美元，同比增長(zhǎng)78.34%。

從電池出口目的地來(lái)看，目前。我國(guó)鋰離子電池主要出口至亞太以及美國(guó)等地。從價(jià)格上看，出口至美國(guó)地區(qū)產(chǎn)品價(jià)格要明顯高于亞太地區(qū)，這主要是由于美國(guó)地區(qū)對(duì)鋰離子電池的需求相較于亞太地區(qū)對(duì)質(zhì)量的要求更高。

從出口量來(lái)看，目前，我國(guó)鋰離子電池出口至亞洲國(guó)家及地區(qū)的數(shù)量要遠(yuǎn)超其他國(guó)家，2021年，我國(guó)鋰離子電池出口至中國(guó)香港數(shù)量為6.75億只;出口至越南數(shù)量為6.48億只;出口至印度數(shù)量為4.40億只;出口至美國(guó)數(shù)量為3.37億只;出口至韓國(guó)數(shù)量為2.22億只。前五地區(qū)中僅美國(guó)不在亞太地區(qū)。

中國(guó)鋰離子電池技術(shù)賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，目前鋰離子電池關(guān)鍵技術(shù)強(qiáng)相關(guān)的城市集群主要集中在粵港澳大灣區(qū)、長(zhǎng)沙市、長(zhǎng)三角地區(qū)和福建地區(qū)，尤其是大灣區(qū)成為重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域。這些城市群已投入大量政策、資金、環(huán)境和人才資源用于新藥研發(fā)，成為潛在的鋰離子電池技術(shù)發(fā)展中心。根據(jù)熱力圖的分布，粵港澳大灣區(qū)有極大的可能性成為鋰離子電池技術(shù)的先導(dǎo)區(qū)域。根據(jù)相關(guān)企業(yè)的布局，需要重點(diǎn)關(guān)注東莞市、深圳市、長(zhǎng)沙市等地的相關(guān)企業(yè)，以及這些地方對(duì)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的投資環(huán)境和潛力市場(chǎng)。同時(shí)，對(duì)這些地區(qū)的政策支持和人才儲(chǔ)備進(jìn)行深入調(diào)研，以便在鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面獲取更多機(jī)會(huì)和優(yōu)勢(shì)。

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