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充电速度10倍于锂电池!澳洲GMG研发新型铝离子电池,无需散热寿命也更长
2021-05-19

澳大利亚石墨烯制造集团(GMG)宣布了一种新型铝离子电池令人兴奋的性能测试结果,它的充电速度比现在的锂离子电池快10倍,而且续航时间更长,不需要冷却。

在昆士兰大学澳大利亚生物工程和纳米技术研究所进行的实验中,这种新型电池的纽扣电池原型提供了以下关键性能数据:

首先,功率密度在7000 W/kg左右。功率密度是衡量电池充放电速度的一个单位。目前的锂离子电池功率密度在250-700 w/kg之间。因此,这个新发明是一个巨大的飞跃,它使铝离子电池几乎达到了超级电容器的水平,后者可以提供大约12000 - 14000 W/kg的功率密度。

其次,它的能量密度为150-160 Wh/kg,因此它单位重量所携带的能量仅为当今最好的商用锂离子电池的60%左右。能量密度一直是电动汽车电池的关键指标:能量密度越大,续航就越多。因此,仅就能量密度而言,这种新的GMG 电池不会被电动汽车厂商看中。

不过,它惊人的充电速度以及其他一些关键优势可能会改变这一点。GMG表示,使用这种铝离子技术的手机可以在1-5分钟内充满电。把这个概念带到电动汽车领域,你看到的是一辆充电后行驶里程相当于特斯拉60%的电动汽车,但充电速度如此之快,续航里程可能远远不是问题。

更重要的是,在寿命周期测试中,它们的寿命大大超过了锂电池,经历了2000次完整的充电和放电循环,性能没有明显下降。而且它们非常安全,火灾可能性低,在使用寿命结束时,它们也比锂电池更可回收。

GMG还表示这种新型电池的另一个优势就是出色的散热性能。即使他们以巨大的速度进行充电和放电,他们似乎也不会过热。

GMG总经理 Craig Nicol 在接受采访时说:“目前为止,没有出现任何温度问题。锂离子电池组的20%是与冷却它们有关的。我们很有可能完全不需要这种冷却或加热。它不会过热,到目前为止,在测试中它很好地在零度以下运行。他们不需要冷却或加热的电路。”

因此,这个事实或许可以改变续航等式:以上述100千瓦时的电池为例,同样重量的GMG电池只能携带60千瓦时。但是,如果不需要额外的80公斤冷却设备,GMG动力汽车可以运行额外的80公斤电池,这将给你带来总共72.8千瓦时的电量,以及巨大的快速充电率,这几乎可以终结续航焦虑症。

然而,在如此美好的愿景下,确实还有些问题需要解决。

首先,是充电基础设施问题。手机可以在不破坏电网的情况下快速充电,但电动汽车目前还不能。特斯拉的增压器已经以高达250千瓦的速度泵送电子,这代表在大约15分钟内可以传递60千瓦时的能量。如果你想以比这快10倍的速度充电,你需要能够立即提供2.5兆瓦的充电电缆。

作为参考,一个典型的燃煤发电站的总发电量在600兆瓦左右。因此,如果240辆这种超快充电汽车碰巧同时充电,它们会给电网带来相当于整个发电站的瞬间负荷。因此,超高速充电的电动汽车肯定很难实现规模化,尤其是随着世界转向可再生能源,而不是煤炭和天然气等能够迅速增长以满足需求高峰的能源

其次是GMG电池的关键成分——多孔石墨烯,在GMG的制造过程中,铝分子在石墨烯内部和周围扩散。GMG表示,它可以以低成本和可扩展的数量生产出高质量的石墨烯,但没有给出如果大规模生产这些电池的具体成本。由于石墨烯的价格在每克100美元左右,即使是“低成本”版本也可能会非常昂贵。

最后当然是时间问题:在测试平台和最终产品之间往往有一些差距,汽车公司更是如此。GMG公司表示,他们将在今年年底前制造出纽扣电池的原型,用于非常小规模的客户测试,但没有迹象表明这些东西何时会大规模投放市场。


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