铝硫电池,简称Al-S电池,是一种以金属铝为负极、以单质硫为正极活性材料、采用熔融盐为电解质的可充电电池体系,属于熔融盐铝电池的细分产品类别。铝硫电池的应用方向主要集中于大规模储能领域。
铝金属具有极高的理论容量,其体积比容量达8050mAh cm-3,质量比容量为2980mAh g-1。硫正极的理论容量为1673mAh g-1。铝硫电池的理论能量密度可达1340Wh kg-1,最高甚至可达到1392Wh kg-1。铝硫电池采用碱金属氯铝酸盐熔融盐,工作温度通常在85℃至110℃之间。
2022年,由麻省理工学院(MIT)等组成的研究团队在《Nature》期刊上发表论文,使用铝和硫作为两种电极材料,使用熔盐作为电解质,开发出新型铝硫电池,该电池可以极高的充电率承受数百次循环,单个电池成本约为锂离子电池的六分之一,并且能够有效防止枝晶生成。
2024年,北京大学与武汉理工大学团队在《Nature Communications》上发表论文,报道了一种可在85℃(低于水沸点)下工作的快速充电铝硫电池,采用四元碱金属氯铝酸盐熔融盐电解质,在1C充电倍率下经过1400次循环后容量保持率达85.4%。
在企业布局方面,Avanti Battery Company公司成立于2021年,总部位于美国马萨诸塞州,依托麻省理工学院团队研发的铝硫电池技术开展商业化探索,专注于铝硫电池技术的小型固定式储能应用,持续推进铝硫电池的规模化放大实验,同时评估多元化应用潜力;该公司于2022年获得A轮融资,累计融资额约810万美元,但已于2025年9月停止运营。
新思界
行业分析人士表示,现阶段,铝硫电池仍存在多项技术瓶颈:一是铝离子难以从氯铝酸根中解离,解离能垒高,反应动力学性能较差;二是充放电产生的长链聚硫化铝溶于电解液,会诱发穿梭效应,带来活性物质流失与容量衰减;三是电池放电电压平台低、电化学极化显著,制约输出性能与适用场景。铝硫电池目前尚处于实验室研发与早期技术验证阶段,未实现商业化落地,关键技术瓶颈还需持续突破。
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