龙年预见·新质生产力丨寻找未来储能的“最优解”

银柿财经 袁丁鹏 2024-02-11 11:40:21

2023达摩院青橙奖获得者庞全全表示,铝硫电池距离产业化大概2~3年时间,走到大规模应用会是一个漫长的过程。

编者按:过去的一年,人类社会在AI、具身机器人、脑机接口等领域取得着瞩目成就,令我们目不暇接。新时代的大门已经开启。站在龙年开首,我们想问,科技进步带来的新质生产力会把我们带向何方?光芯片、飞行汽车以及不断进化的AI,又会打开一幅怎样的人类社会图景?在此,请同银柿财经一起,聆听技术最前沿科学家们的声音。


“这种电池不一定能带着大飞机飞上天,但用于城市交通的小型飞机、垂直起降机,在比较短的时间内还是可以预见的。”北京大学材料科学与工程学院庞全全口中的这种新电池,是一种叫熔融盐铝硫电池,一种低成本、高安全的铝硫电池新体系。在他眼中,它代表着未来储能电池的可能方向。

庞全全 图源 阿里达摩院

走在国际最前沿

在全球电化学储能装机中,锂离子电池是全球主流的储能方式,但实际应用上,锂离子电池还是面临着安全、能量密度、成本三个方面的挑战。那么,还有没有其他新型电池的选项?显然,这位2022“斯坦福大学”全球2%顶尖科学家、“十四五”重点研发计划“新能源汽车”重点专项青年首席科学家,对储能电池体系存在更高的期待值。多年来,庞全全一直对参考答案保持怀疑,并对寻找最优解充满热情。

2022年,庞全全及其科研团队取得突破性进展,首次开发出基于无机熔融盐的铝硫电池。庞全全和其团队兴奋地发现,这种电池不仅可以在较低的温度下运行,高温下也能保持稳定,而且因为其电解液无机熔融盐不可燃,电池安全性极高。同时电池还可以进行快充,仅需1~3分钟就可充满,循环寿命上万次庞全全告诉银柿财经,铝硫电池成本比锂离子电池低,而熔融盐铝硫电池是目前几乎唯一可以让铝硫电池能够正常且非常出色工作的一个体系。

“目前(熔融盐铝硫电池)研究的重点之一是电解液研发,我们还在进行一些重要配方的开发,希望能够由此建立相应的知识产权,另一方面我们还在进行多种工艺层面上的开发,比如像电极、隔膜等的工艺,我们也希望工艺上逐渐形成自己的技术优势。”庞全全骄傲地说,“目前我们是国内唯一的研究团队,这项研究走在国际最前沿。

距离产业化还需2~3年

相比锂离子电池成熟的产业化,熔融盐铝硫电池目前仍处于研发阶段。庞全全表示:“锂离子电池技术经过了20年发展,才有了今天大规模应用的局面。总的来讲,铝硫电池走到大规模应用会是一个漫长的过程。”“距离产业化大概2~3年时间。”

据了解,庞全全团队正在布局该项电池的产业化方向,接下来团队将完成大尺寸电芯的技术开发和工艺优化,着力开发配套的热管理系统及电池智能管理系统,将这一技术推向应用。

庞全全表示,熔融盐铝硫电池在大型储能和工商业储能领域都有广阔的应用前景。“不会取代锂离子电池,熔融盐铝硫电池成本较低,适用于多种大规模储能应用场景,一方面适合电网侧的调频、调峰,另外也适用于长时储能或者超常时储能,两者应该是共存的状态。”

谈及储能电池2024年最大的技术突破点,庞全全指出,“从目前来看可能没有特别大的技术突破点,因为电池是一个化学系统,除非有一种新的技术的突破。对于锂离子电池来讲,现有的电池管理系统,比如集装箱式的电池柜,如何能够更高效地进行能量管理和电池管理,并且能够达到非常高的安全性,减少事故的发生,我相信这是2024年很多企业需要突破、需要做的事情。”

(本栏目发布顺序按专访科学家姓名拼音排序)

(编辑:杨锐)
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