對抗鋰電池 鋅電價格減半

2024年1月30日

在全球對動力電池強大需求下，面對中國鋰電池的龐大優勢，各個技術大國都在努力尋求鋰電池的替代品。除了鈉電池之外，儲量豐富、分佈均勻的鋅已成為新一代電池的候選材料，與使用稀缺金屬的鋰電池，成本可降低一半。投入研發多年的日本夏普和FDK，將開始推進鋅充電電池的驗證實驗和試生産。
《日經》報導說，夏普正在推進開發名為「鋅空氣電池」的新型電池，爭取在2025年度啟動驗證試驗，其單位體積的能量密度與目前主流的鋰電池處於相同水平，預計使用年限可達到鋰電池近2倍，亦即約20年左右。
報導指出，長期以來，鋅被用於一次性鹼性乾電池的負極，但幾乎無法用於可反覆充放電的充電電池，主要因為在反覆充放電過程中會在電極析出針狀結晶，引起電池短路。而夏普所開發的鋅空氣電池的特點是將充電單元和放電單元分離，防止針狀結晶造成短路，未來可以在存儲光伏、風力等可再生能源的固定型蓄電池領域實現實用化。
《日經網》指出，早在20世紀後半葉已有很多電子企業曾嘗試在充電電池上採用鋅，但以當時的技術水準，都因難度太高而放棄。但近年來，由於鋰電的資源稀缺，再次點燃開發新電池材料競爭。
目前主流的鋰電池使用鋰、鈷、鎳等稀有金屬做為陽極材料，由於鋰資源量少，而且主要集中在少數國家。加上電動汽車的普及導致供求緊張，價格波動非常明顯。
報導表示，鋅儲量和産量都很高，冶煉也很容易，可以降低動力電池原材料的採購成本。夏普公司負責人表示，如果鋅空氣電池實現商用化，與鋰電池相比價格可望更為便宜。
除了夏普，日本的FDK也在推進開發正極使用氫氧化鎳、負極使用鋅的「鎳鋅電池」。2023年11月宣佈提高了耐久性，充放電1000次仍能維持約60%的容量，目前繼續供應樣品與啟動試生産。
有些研究室甚至研發更低成本的鋅電池技術，京都大學的安部武志教授開發一種用錳為陽極的鋅電池，計劃在2030年代中期實現動力電池實用化，雖然目前能量密度僅鋰電池的1/3，但技術發展前景看好，價格目標可望達到目前鋰電池價格的一半以下。
鋅空氣電池是以活性炭吸附空氣中的氧氣作為正極，以金屬鋅作為負極，以氯化銨或苛性堿溶液為電解質的一種電池。和鋰電池相比，鋅空氣電池儲存能量要大一倍，價格更便宜，安全又環保。中國工信部已於2014年批准《電動汽車用鋅空氣電池行業標準》，中國業者正在積極開發中。

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