铝燃料电池发展现状分析

　　中国铝燃料电池的发展

　　世界上铝燃料电池的较大规模研发始于上世纪60年代的美国，上世纪70年代他们集中于航海航标灯、矿井照灯等电源用电池的研究；上世纪80年代加拿大铝电源公司（AluminumPower）采用铝合金阳极和有效的空气（氧）电极制成的电池体系在便携式电源、备用电源推向市场，为铝燃料电池的商化应用作出了很大贡献；2014年6月国外媒体报道了美国铝业公司与以色列菲涅金公司（Phinergy）联合研发的动力铝燃料装置在汽车上进行路况试跑，续航里程达1600km的世界纪录，在燃料电池发展史上具有里程碑意义，为动力铝燃料电池的发展作出了巨大贡献，使菲涅金公司成为世界铝燃料电池的领跑者。这种铝燃料电池系统阳极由50块铝板组成，每块质量500g，总质量25kg，每一块铝板提供的电力可使电动汽车行驶32km。2014年2月，美国铝业公司与菲涅金公司就铝燃料电池的进一步开发签订了合作协议，并于6月初在加拿大蒙特利尔一级方程式赛道上对铝燃料电池电动汽车进行了试驾，计划于2017年实现电动汽车专用铝燃料电池批量生产，推向世界市场。

　　中国对铝燃料电池研发始于上世纪90年代，现已成为世界最大的铝燃料电池研发与生产国，但研发技术与美国、以色列相比还有一些差距。中国从事相关技术研究的单位主要有中国科学院过程工程研究所、大连物理化学研究所、船舶重工712所、北京大学、哈尔滨工业大学、武汉大学、天津大学、北京有色金属研究总院、四川德阳东深新能源科技有限公司、台州非常新能源科技有限公司、云南冶金集团创新金属燃料电池股份有限公司等。截至2016年中国生产新能源动力电池的大大小小企业约有150家。

　　铝燃料电池发展趋势

　　当前全世界动力电源研发单位与生产企业都把力量投放于燃料电池，而铝燃料电池的开发又是重中之重，因为铝燃料电池具有可比拟的诸多优点：铝的资源丰富，价格合理，铝燃料电池制造成本约为500元/kWh，是锂离子电池生产成本4000元/kWh的1/8；用于汽车上，运行成本与燃油汽车的相当或更低一些，铝燃料电池汽车百公里约消耗3kg铝、5L水与电解液，运行成本约59元，而一般乘人车的油耗约8L/100km，按7.63元/L计算约合61元；续航能力高于锂离子电池，铝燃料电池比能量可达到350Wh/kg——500Wh/kg，是锂离子电池120Wh——150Wh/kg的3倍，因此在同等质量时，铝燃料电池携带电量为锂离子电池的3倍，续航里程也是锂离子电池的3倍；更换方便，铝燃料电池消耗的是铝及水，运行过程中只需要换铝板与加适量水，操作简便；绿色环保，铝燃料电池运行期间主要副产物是Al(OH）3，不但对环境无害，而且可回收，制成纳米级Al2O3粉；绝对安全，不会产生燃烧爆炸。

　　国外铝燃料电池发展简况

　　奥科宁克铝业公司与以色列菲涅金公司在开发铝燃料电池方面居世界领先水平，为此领域技术与制造工程的领跑者。日本丰田汽车公司研究院（ToyotaResearchInstitute）将与美国斯坦福大学、麻省理工学院（MIT）、密歇根大学、纽约州立水牛城大学、康涅狄格大学以及英国的伊利卡（Ilika）研究所等合作研发基于人工智能（AI）的新能源电池材料。

　　中国工信部对汽车动力电池产业发展制定方案

　　2017年4月，国家工信部、发改委、科技部、财政部等有关部门联合印发出台《促进汽车动力电池产业发展行动方案》（以下简称《行动方案》）。《行动方案》提出分三个阶段推进我国动力电池发展：2018年，提升现有产品性价比，保障高品质电池供应；2020年，基于现有技术改进的新一代锂离子动力电池实现大规模应用；2025年，采用新化学原理的新体系电池力争实现技术变革和开发测试。

　　《行动方案》提出了5个方面的发展目标：大幅提升产品性能，2020年动力电池系统比能量力争比现有水平提高一倍达到260Wh/kg，成本降至1元/Wh以下，2025年动力电池单体比能量达到500Wh/kg；二是产品安全性满足大规模使用需求，实现全生命周期的安全生产和使用；三是产业规模合理有序发展，2020年行业总产能1000亿Wh、形成产销规模400亿Wh以上的龙头企业；四是关键材料及零部件取得重大突破，2020年形成具有核心竞争力的创新型骨干企业；五是高端装备支撑产业发展，2020年实现装备智能化发展、制造成本大幅降低。

　　《行动方案》提出了实现发展目标的9项重点任务：建设动力电池创新中心，实施动力电池提升工程，加强新体系动力电池研究，推进全产业链协同发展，提升产品质量安全水平，加快建设完善标准体系，加强测试分析和评价能力建设，建立完善安全监管体系，加快关键装备研发与产业化。

　　《行动方案》的出台对加快推动我国汽车动力电池产业发展将起到巨大作用。