日经新闻社近日报道,住友电工公司宣布,他们已经成功开发出一种新型可充电电池技术,其成本最低只有锂电池的十分之一。住友计划在2015年让这种熔盐电池实现商品化,用于电动汽车及家用供电设备。
以盐类熔化后形成的熔融体作为电解质的燃料电池、蓄电池技术研发已有数十年的历史。不过之前的熔盐电池都需要超过300摄氏度的高温将电解质保持在液态状态。而住友电工此番和京都大学合作,开发出了一种钠盐材料,熔点仅有57摄氏度。
新的熔盐电池拥有比锂电池高一倍的能量密度,在同等电池体积下,可让电动汽车行驶距离成倍提升。因此,汽车制造商将可以使用这种技术,缩小电动汽车中电池模块的体积重量,提高效率。另外,熔盐电池还拥有防高温、防冲击的特性,比锂电池电动汽车更加安全。
由于熔盐电池使用的基本材料是钠盐,成本显然比锂要低得多。目前估算的熔盐电池成本为每千瓦时2万日元左右,是日系厂商锂电池的1/10,中国产锂电池的1/5。
当然,相比室温下工作的锂电池,大幅降低熔点的熔盐电池仍然需要保持在80摄氏度的温度下才可以正常工作。因此,住友公司目前计划将这种产品使用在需要长期不间断工作的应用中,如家庭供电以及电动公共汽车等。
此次开发的电池,其特点是只用混有双(氟磺酰)亚胺钠(NaFSA)和双(氟磺酰)亚胺钾(KFSA)的熔盐来构成电解液。电解液的熔点只有57℃,因此电池能在57~190℃的温度范围内工作。正极材料采用的是亚铬酸钠(NaCrO2),负极材料采用的是钠合金。电池单元单位体积的能量密度达到了290Wh/L。
据住友电工介绍,此次采用的熔盐为不挥发性无机电解液,因此不会起火,不会因充电过度和电池温度升高而引起热失控。因此,做成电池模块时,不需要散热空间和防火防爆装置,能够以高密度配置电池单元。据住友电工估算,做成相同容量的电池模块时,其容积只有锂离子充电电池的约1/2、NAS电池的约1/4。
成本预计在2万日元/kWh,目标是用于中等规模的电网及普通住宅等的电力储存、频繁行驶的卡车及巴士等商用车上。另外,住友电工还计划继续寻找能在比57℃更低的温度下工作的熔盐。