新能源公司開發一次性鋁堿液流電池，為鋰電池離網供電提供解決方案

在電網高度發達的今天，鋰離子電池在電能存儲方面展現出技術和經濟方面的雙重優勢，並已廣泛應用在 3C 產品、動力設備和電化學儲能系統等領域。

但是，在極端環境或災難救援等無電網支持條件下，鋰電池的續航能力會受到限制，這時它們需要額外的電力供給以保障其運行。

為解決上述問題，深圳壬陽金屬新能源科技有限公司（以下簡稱「壬陽新能源」）開發了一款一次性便攜型增程式鋁堿液流電池。

鋁堿液流電池也被稱為鋁空氣電池，是一種以鋁合金電極為負極、空氣電極為正極和氫氧化鉀溶液為電解液的金屬燃料電池。

它以高能量密度著稱，其系統質量比能可達 300Wh/kg，約是便攜式鋰離子電池系統的 3 倍，且具有便攜性和易用性的特性。

該電池不僅能為鋰電池設備在離網環境（無電網覆蓋或電網斷開）供電提供了有效的備份解決方案，還可進一步增強鋰電池的效能和拓寬其應用範圍，有望在未來的能源解決方案中發揮重要作用。

近期，DeepTech 與壬陽新能源的 CEO 唐智華進行交流，並探討了鋁堿液流電池在化學電池產業中的獨特價值和技術的發展前景。

專注發展化學電池領域的「第四賽道」

化學電池大致可分為三個賽道，分別是：以鋅錳和鋰錳為代表的一次電池、以鉛酸和鋰離子電池為代表的二次電池，以及以氫燃料電池、甲醇燃料電池及金屬燃料電池為代表的燃料電池。

經過深入的市場分析後，壬陽新能源發現鋁堿液流電池的市場應用範圍相對有限。為了滿足這些特定的應用場景，公司採用了創新的設計思路來構建電池系統，確保產品在技術和經濟上的可行性。

他們認為，鋁堿液流電池的商業機會在於那些對電力質量有高要求、對電池能量密度很敏感，但對用電成本不太敏感的領域。

鋁堿液流電池的高能量密度和高電能質量，使其成為這些應用場景理想的選擇。因此，公司致力於為這些專業且關鍵的應用場景提供系列化的電池解決方案。

與使用門檻較高的便攜型氫燃料電池相比，鋁堿液流電池更適合開發成一次性電池。

唐智華表示：「我們的電池技術與傳統的小微型一次性電池不同，提供的是大容量、大電流和大功率的一次性供電解決方案，可以將其看作化學電池領域的第四賽道。」

壬陽新能源的便攜型增程式一次性供電電源專為離網場景打造，以應對離網供電時所需要的高品質直流電、高能量密度、高便攜性、供電過程無噪音、無震動、無排放、無紅外暴露問題，以及適應極端溫度等特點。

據介紹，該公司的鋁堿液流電池在極端溫度環境下，表現出安全且受控的放電特徵。電池的液流循環系統在不放電時，可實現電堆與液箱的乾濕分離，而在放電時則能夠提供按需的長時間、不間斷電力供應。

在 50℃ 的高溫環境下，電池配備的高效散熱子系統可確保電池 8 小時以上的穩定運行，幫助電池度過白天的高溫考驗。

在零下 40℃ 的低溫環境下，獨立的電解液配置系統可以提供 40℃ 以上的初始電解液，以迅速啟動電池系統（啟動達峰時間最快至 10 秒）。

「通過依靠放電過程中產生的熱量和良好的保溫設計，確保電池系統的整體溫度維持在 30℃ 以上，從而幫助電池系統在極寒環境下為各類設備提供寶貴、穩定的高質量電力。」唐智華說。

技術壁壘方面，壬陽新能源在材料和工程兩端都取得了突破。在材料端，該公司開發出了能量密度高達 4.1kWh/kg 的負極材料和性能優異的正極材料。

其中，正極通過催化劑和極片微觀結構的優化大幅提高了氧還原反應的動力學性能，而負極的鋁合金材料則達到了行業先進的極高能量密度。

在工程端，壬陽新能源開發了具有完全知識產權的液流、電控、散熱及密封子系統，逐步解決了電池的漏液、熱失控、啟動時間長、能量密度低等一系列問題，並優化了熱管理和電控功能，實現了每度電僅消耗 1.7 升電解液的行業先進水平。

在空氣膜電極（正極）的製造方面，壬陽新能源解決了高一致性（性能）、高良率和低成本的工程難題。

唐智華指出，膜電極是鋁堿液流電池的核心部件之一，公司通過廉價催化劑的製備、高一致性防水透氣膜的製備，以及低催化劑載量的催化層設計等多方面的技術創新，成功實現了製造目標，為電池產品的降本奠定了基礎。

此外，該公司還為電堆及管路系統的密封問題提供瞭解決方案，其採用了不可逆密封設計，借鑒了工業界在腐蝕性液體密封設計領域的成果，進而實現了電池系統在所有工況下的電解液零泄漏，進一步增強了產品的可靠性和實用性。

離網場景下，作為鋰離子電池的「終極充電寶」

鋁堿液流電池在價格方面具有優勢，其度電成本大約是 1500 元/度電。

與之對比的是，大規模串並聯後的一次性鋅錳電池的度電成本約在 2000-3000 元/度電；而與能量密度更高的一次性鋰錳電池比，其度電成本優勢更加顯著，僅為大容量鋰錳電池的三分之一。

需要注意的是，儘管鋅錳和鋰錳電池在 3C 應用領域中，以 5 號、7 號電池形式被廣泛使用，但它們尚未被開發成大容量產品，主要因為多電池串並聯時放電一致性問題難以解決，且解決這些問題的成本較高。

唐智華指出，在電網覆蓋的場景中，鋁堿液流電池與鋰離子電池並無直接競爭。相反，鋁堿液流電池在離網用電場景中展現出其獨特的優勢，特別是在電網電力供應中斷而用戶對電力有迫切需求時，這種高能量密度的電池可以提供 DC 12V/24V 和 20-300W 功率輸出，能夠提供即時且寶貴的電力支持。

在離網場景下，鋁堿液流電池被視為鋰離子電池的「終極充電寶」，為鋰離子電池持續發揮關鍵作用的提供解決方案。

具體來說：

一方面，在戰地場景中，戰術裝備多數已實現電氣化，這些裝備都需要定期充電以確保其效能，例如無人機、衛星電話、夜視儀、無人機反製裝備、夜視裝備、可穿戴 USB 供電發熱裝備或適用於高寒地區的發熱充氣營帳等。

傳統的汽柴油發電機雖然也能夠提供電力，但其電力質量較差，並且有可能會對精密儀器造成損害。同時，在使用過程中容易暴露位置，增加被攻擊的風險。

相對而言，一次性便攜型鋁堿液流電池在隱蔽性、便攜性和電能耗材化方面具有顯著優勢。

另一方面，在災難救援場景中，災情感知、移動通信、生命探測儀、應急工作燈、移動醫療救助設備、搜救無人機等需要高品質的直流電或穩定的交流電。

唐智華指出，鋁堿液流電池在存儲狀態下無需維護、即開即用，這使得它在應急救災領域具有廣泛的應用前景。無論是人防設施還是重點防護設施，都需要部署災難備用電源，該電池系統因其易於存儲和使用的特性，成為該場景下的理想選擇。

目前，該公司正在積極推廣和測試相關產品，以確保在災難發生時能夠提供穩定和可靠的電力支持。

在產品進展方面，壬陽新能源在 2024 年相繼推出了 5 度電、2.45 度電和 1.25 度電三款便攜型產品，並預計在 2025 年將這三款產品分別升級到 6 度電、3 度電和 1.5 度電。

唐智華表示：「我們的產品矩陣主要考慮的是讓單人能夠方便地使用和轉運電源。此外，公司還計劃針對應急、人防和重防等特殊需求開發固定應用的集群產品，且支持客戶定製，該電池系統的容量有望實現 1000 度電以上的集群應用。」

他認為，未來鋰電池的發展仍蘊藏著巨大的潛力。而他們的使命是成為鋰離子電池的「守護者」，即在電網無法觸及的角落，為鋰離子電池提供至關重要的電能補充，以確保能源供應的連續性和可靠性。

運營/排版：何晨龍