碾压锂电池！秘研5年的铝电池快来了，为何能量密度是锂电池3倍？

近日，一条关于印度初创公司秘研“增强型铝离子电池”的消息火爆了全球网络，很快上了热搜，因为谁的心里都明白，电动汽车最大的“痛点”就是续航能力，而电池的好坏又决定了续航能力。

网传锂离子电池续航能达到600公里，相当于一箱油跑的里程数，这话不假，但前提是必须要在一望平川的大马路上，还必须是新电池，如若没有这些前提条件，锂离子电池跑个200公里就已经够呛了，但燃油汽车几乎不受影响。

要说电动汽车的不足之处，相信用过电动汽车的人能数出一大堆来，动力不足，上坡突然抛锚，充电时间过长，电量下降严重等，多了去了。

说来说去，这些问题都跟电池的好坏有莫大的关系，什么时候电动汽车电池迎来颠覆性技术更新呢？就像当年汽车代替马车一样，而现在“铝电池”真的就快来了，完美碾压锂电池。

增强型铝离子电池（Ea2I）完美碾压锂电池

根据印度初创公司公开信息，密研了五年的增强型铝离子电池（Ea2I）150KW，重565公斤，续航1200公里，永不燃爆，充电只需12分钟，可充放20000次，价格便宜50%，不产生枝晶，如果这是真的，每一条都可以直接碾压锂离子电池。

更重要的是，铝离子电池能量密度为650Wh/kg，而锂离子电池能量密度不到200Wh/kg，能量密度是锂电池的3倍，能量密度可能不太好理解，我们换一种说法，1公斤铝离子电池能产0.65度电，而锂离子电池只能产0.2度电，再一次碾压锂离子电池。

其实这还不是铝离子电池能量密度极限，早在2010年，美国的橡树岭国家实验室(ORNL)就研制出一种高能量密度的铝离子电池，据说能量密度达到1060Wh/kg，比印度初创公司显示的能量密度还要高得多。

ORNL制造的高能量密度的铝离子电池之所以没有推广开，主要是因为没有找到适合的电解质和良好的阴极和阳极材料，要不然早就上市了。

为何铝电池能量密度是锂电池的3倍？

这是由于铝原子和锂原子有着不同的带电属性而决定的，那么我们就简单地对铝原子和锂原子结构，以及电离和充放电进行一番了解。

铝是一种金属元素，铝原子相对原子质量为26.981539，元素符号为Al，原子序数为13，铝原子的原子核共有13个带正电荷的质子，周围环绕着13个带负电荷的电子，正负刚好相等，所以铝原子是没有电的。

铝原子结构中的13个电子可分为三层，形成283结构，也就是说铝原子的最外层有三个电子，而这三个电子很容易通过电离的方式去掉，而变成带电铝离子，因此，一个铝离子带三个正电荷。

当铝离子电池开始工作时，带正电荷的铝离子从电池负极出发，流向电池的正极，从而提供能量，这就是一次完整的放电过程。当充电时，正极内的铝离子获得三个电子后，重新返回负极。

锂也是一种金属元素，元素符号为Li，目前是地球上最轻的金属，锂原子内核有3个质子，周围环绕着3个带负电荷的电子，电子层为21结构，即最外层只有一个电子。锂原子在失去一个电子后变成锂离子，但锂离子只带一个正电荷。

尽管铝离子要比锂离子重得多，但是它们的离子半径非常接近，铝离子半径0.54 Å，锂离子半径0.76 Å，这意味着在同等条件下，铝离子所带电荷是锂离子的3倍，铝离子电池的能量密度当然是锂离子电池的3倍了。

电池取代锂电池？

铝

这是一个有争议性的话题，有不少学者对铝离子电池的卓越性能产生质疑：一，充电12分钟就能充满，充电桩得需要多大功率啊？

不信来算算，565公斤重的铝离子电池（Ea2I）150KW，那么充电桩输出功率需要750KW，即750000瓦，目前的交流充电桩输出功率一般只有7000瓦，而最大直流充电桩输出功率也只有200000瓦，这显然是不够的。

二，铝离子电池的产电原理和锂离子电池是一样的，同样是金属，按理说一样会产生枝晶，为何说铝离子电池就不产生枝晶，永不燃爆呢？这真的让人很费解。

但个人认为，即便铝离子电池（Ea2I）充电12分钟、不产生枝晶都是假的，但只要续航能力增加三倍，价格便宜一半，那么它取代锂电池将指日可待。

铝电池取代锂电池还有一个原因

重要

锂是稀有金属，自然价格比较贵，锂在地壳中的自然含量只有1,100万吨，可开采储量只有410万吨，而现在人类一年就要使用2万多吨，200年就用完了，如果全球电动汽车销量增长10倍，那么20年就枯竭了。

而铝是常见的金属，储量非常丰富，价格便宜，地球总储量超过750亿吨，非洲、大洋洲、拉丁美洲，亚洲、欧洲都有分布，简直是要多少有多少，别说是200年，就算是用1万年也足够了。

所以，铝离子电池会取代锂离子电池，是人类社会发展的结果，就像汽车取代马车，新能源取代传统能源，手机取代传呼机，高楼大厦取代小平房，都是社会发展的大势所趋。有趣有料的科学内容请关注唯一的微信公众号：有趣探索