铝石墨电池属于熔融盐铝电池的细分产品之一。铝石墨电池以金属铝为负极、以石墨为正极活性材料,采用无机氯铝酸盐熔融盐作为电解质,在中等温度(通常为75℃至120℃)条件下运行。
铝具有突出的电化学优势,其理论体积比容量8046mAh cm-3,约为锂的四倍,理论质量比容量2980mAh g-1,仅次于锂。铝是地壳中第三丰富的元素,质量占比约8%。石墨作为正极材料,同样资源丰富且成本低廉。熔融盐电解质通常采用碱金属氯铝酸盐体系,如AlCl3-NaCl、AlCl3-NaCl-KCl及AlCl3-NaCl-LiCl-KCl等,其中,四元无机熔融盐的最低共晶温度可低于75℃。熔融盐铝石墨电池使用低熔点无机氯化物熔融电解质,具有热稳定性高、不可燃等特性。
铝石墨电池的应用方向主要集中在高功率储能领域,尤其是电网动态稳定调节等对功率密度要求较高的场景。作为高功率储能设备,铝石墨电池可在极短时间内以高倍率完成充放电,适用于电网动态稳定调节领域;铝和石墨均为地壳中储量大、易于获取的材料,赋予铝石墨电池显著的成本潜力,适用于大规模储能;铝石墨电池还可用于备用电源与工业储能等领域。
从研究成果来看,在海外,2025年11月,德国弗劳恩霍夫集成系统与器件技术研究所(Fraunhofer IISB)在INNOBATT项目中成功实现了全球首个基于铝石墨电池的完整储能系统示范。该示范系统在模拟电网稳定的实际测试场景中,成功验证了铝石墨电池化学体系的高功率性能,在10C动态高电流负载下能够长期稳定运行。
在我国,2025年10月,北京大学材料科学与工程学院团队在《ACS Nano》期刊上报道了通过开发氮化钛/碳(TiN/C)复合载体作为电池阳极,利用TiN材料的亲铝特性来引导铝均匀沉积,从而有效抑制枝晶形成,为验证其实际应用潜力,团队基于该电极研制出安时级别的熔盐铝石墨软包电池。
新思界
行业分析人士表示,铝石墨电池作为一种新兴的熔融盐电化学储能技术,其发展前景取决于技术突破、系统集成与商业化进程的协同推进。从优势方面看,铝石墨电池的电极原料储量丰富、成本低廉,电解质不可燃、热稳定性高,在本质安全性、成本方面优于锂离子电池。从挑战方面看,铝石墨电池仍面临石墨正极比容量较低、熔融盐电解质腐蚀、铝枝晶生长等技术瓶颈。
关键字: