Выбор города
Изменить
Москва
Санкт-Петербург
Архангельск
Астрахань
Анадырь
Абакан
Барнаул
Благовещенск
Белгород
Брянск
Биробиджан
Владимир
Волгоград
Вологда
Воронеж
Владикавказ
Владивосток
Великий Новгород
Горно-Алтайск
Грозный
Екатеринбург
Ижевск
Иваново
Иркутск
Йошкар-Ола
Казань
Кызыл
Краснодар
Красноярск
Калининград
Калуга
Кемерово
Киров
Кострома
Курган
Курск
Липецк
Майкоп
Махачкала
Магас
Магадан
Мурманск
Нальчик
Нижний Новгород
Новосибирск
Нарьян-Мар
Набережные челны
Омск
Оренбург
Орёл
Петрозаводск
Петропавловск-Камчатский
Пенза
Псков
Пермь
Ростов-на-Дону
Рязань
Сыктывкар
Симферополь
Саранск
Ставрополь
Самара
Саратов
Смоленск
Салехард
Сочи
Сургут
Тамбов
Тверь
Томск
Тула
Тюмень
Тольятти
Уфа
Улан-Удэ
Ульяновск
Хабаровск
Ханты-Мансийск
Черкесск
Чебоксары
Чита
Челябинск
Элиста
Южно-Сахалинск
Якутск
Ярославль
Барановичи
Бобруйск
Борисов
Брест
Витебск
Гомель
Гродно
Жодино
Кобрин
Лида
Минск
Могилев
Новополоцк
Орша
Пинск
Солигорск
Актау
Алматы
Атырау (Гурьев)
Жанаозен
Караганда
Кокшетау
Костанай
Кызылорда
Нур-Султан
Павлодар
Петропавловск
Семей (Семипалатинск)
Талдыкорган
Тараз
Уральск
Усть-Каменогорск
  • Выберите город
  • Доставка и оплата
  • Возврат
  • Помощь
  • Блог
  • Контакты
  • 8 800 555 86 57 Перезвонить мне
  • 8 800 555-86-57 Перезвонить мне
    Перезвоните мне
    Перезвоните мне

    Мы расскажем вам подробно о том, как правильно выбрать аккумулятор, как сохранить уровень зарядки...

    Наши менеджеры проконсультируют по любым интересующим вас вопросам
    Отправляя форму, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности
Гарантия 12 месяцев Обмен и возврат без проблем Войти
Корзина 0 0 р

Ваша корзина

Нет товаров

Всего 0 р

Оформить заказ

Товар успешно добавлен в корзину
Количество
Всего
В корзине 0 eд. товара В корзине 1 ед. товара
Всего товаров
Продолжить покупки

Аккумуляторов груда, лития в обрез: алюминий мог бы помочь?

Алюминиевый аккумулятор вместо литий-ионного: что мешает?

Объясняем, как обстоят дела на рынке с алюминиевыми аккумуляторами. Узнайте, есть ли у них перспективы превзойти литий-ионные.


С литием всегда было непонятно: батарей много, металла мало — не проще ли изобрести алюминиевые аккумуляторы? Ведь алюминий в избытке и он дешевле лития (цены на соединения, то есть карбонаты).


Рассказываем, почему не всё так просто с алюминиево-ионными аккумуляторами, как кажется.


Алюминиевый аккумулятор вместо литий-ионного: что мешает?
Классификация алюминиевых аккумуляторов по схеме работы и типу электролита.

Отвечаем на вопросы по алюминиевому аккумулятору

Алюминиево-ионный аккумулятор (Al-ion battery, металлический алюминий выступает катодом) — это концепция альтернативной аккумуляторной технологии, занимает видное место среди лучших*.


* - европейское исследование приведено на EC.europa.eu.


Если коротко, то сейчас не хватает прогресса обратимой очистки и осаждения алюминия, чтобы Al-катоду соперничать с литий-ионными батареями. Не существует до сих пор и подходящих твёрдых электролитов и совместимых положительных электродов — без них характеристики сильно проигрывают существующим батареям (подробности в конце).


Это базовые знания о технологии. Теперь перейдём к частностям.


Алюминиевый аккумулятор вместо литий-ионного: что мешает?

1. Почему нужно искать альтернативу литий-ионным?

На рынке перезаряжаемых аккумуляторов лидируют материалы:


  • • литий,
  • • свинец,
  • • кобальт,
  • • фосфор.

Литию, кобальту и фосфору уже прочат проблемы с поставками в обозримом будущем.


Алюминиевый аккумулятор вместо литий-ионного: что мешает?

2. Алюминий — лучшая альтернатива литию?

Материалы для замены исследуют последние 30 лет. Идея создания твердотельной алюминиево-ионной батареи приходила учёным не раз.


Алюминий — первый по распространённости металл в недрах и третий после кислорода и кремния среди элементов.


Из 1 кг сырьевого алюминия добывают в два раза больше атомов, чем из лития. Мало того, предприятия по производству и переработке этого металла широко распространены и активно работают.


Алюминиевый аккумулятор вместо литий-ионного: что мешает?

3. Есть ли список с главными преимуществами алюминиево-ионных аккумуляторов?

Есть. Мы собрали достоверные свойства, подтверждённые исследованиями. Ссылки на утверждения приводим в [квадратных скобках].


  • Тонкие настройки электрохимических свойств за счёт сплавляемости алюминиевого катода с большинством металлических элементов [источник «Extractive Metallurgy of Aluminum»];
  • Объёмная ёмкость выше в 4 раза, чем у лития (8 Ач/см3 против 2Ач/см3) [источник «Quest for nonaqueous multivalent secondary batteries: magnesium and beyond»];
  • Алюминий — лидер по объёмной ёмкости среди всех элементов [источник «An Overview and Future Perspectives of Aluminum Batteries»];
  • Безопасность твердотельных аккумуляторов с ионами алюминия и меньший экологический вред, чем от литиевой индустрии [источник «Separators and electrolytes for rechargeable batteries: Fundamentals and perspectives»];
  • Дешевизна за счёт широкого распространения материала, больших запасов в недрах и развитой инфраструктуры по добыче, переработке [источник «Историческая справка»].

Алюминиевый аккумулятор вместо литий-ионного: что мешает?

4. Почему никто тогда не сделает такие замечательные аккумуляторы?

Если коротко, то их время ещё не пришло. Поясним, почему их появление сейчас преждевременно.


Всего по алюминиевым аккумуляторам существует более 2000* научных статей, по алюминиево-литиевым чуть более сотни [PDF-файл исследования]. Активнее других исследует Китай.


* - для сравнения, у литий-ионной технологии уже порядка 40 000 научных статей между 1990-м и 2020-м годами [источник].


Однако научные работы приводят успешные опыты, позитивные и многообещающие. Часто не хватает подробностей и пояснений, почему выбраны одни материалы, а не другие.


О реальных недостатках технологии говорят мало. Здесь и кроется причина отсутствия алюминиево-ионных аккумуляторов в продаже.


Алюминиевый аккумулятор вместо литий-ионного: что мешает?

5. Какие недостатки алюминиево-ионных аккумуляторов мешают?

Мы составили список, с чем учёные не смогли справиться. Ожидаются решения с технологическим прогрессом. Но вместе с тем усовершенствоваться будут и другие типы аккумуляторов, включая Li-ion, которые вновь оставят Al-ion позади.


  • Быстро деградирует ёмкость — внутри аккумулятора алюминий необратимо разрушается коррозией (движущая сила напряжения препятствует сохранению оксидной плёнки на поверхности);
  • Малый срок службы из-за уменьшения доли электролита по причине химических реакций на поверхности алюминиевого катода и металлических анодов при любых жидкостных химических составах;
  • Не найдены материалы (пока) для решения этих проблем — совместимые твердотельные электролиты и твёрдые изоляторы;
  • Тонкоплёночные технологии не развиты — теоретически они способны помочь преодолеть недостатки;
  • Даже если случится прогресс твердотельных электролитов и тонкоплёночных технологий, то придёт он сначала в литий-ионные аккумуляторы с развитой инфраструктурой и рынком.

Алюминиевый аккумулятор вместо литий-ионного: что мешает?

Коротко подытожим про Al-ion

В итоге алюминиево-ионные аккумуляторы всё время плетутся позади литий-ионных. При всех своих плюсах (доступность катодного металла в недрах и его дешевизна, ёмкость) они быстро деградируют и мало служат.


Новые материалы электролитов, сепараторов и анодов могли бы помочь решить проблемы алюминиевых аккумуляторов, но всё ещё исследуются.


Для самостоятельного изучения рекомендуем работу «The Aluminum-Ion Battery: A Sustainable and Seminal Concept», разработанную усилиями учёных со всего мира, включая Россию.


Логотип компании «Неовольт»

Есть ли у вас подобные необычные вопросы об аккумуляторах? Напишите. Мы ждём ваши сообщения и ВКонтакте @NeovoltRu.


Подпишитесь на нашу группу, чтобы узнавать новости из мира автономности гаджетов, об их улучшении и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.



Оставить комментарий

Комментарий: *
Имя: *
E-mail: * (Не публикуется)
Вебсайт: (url сайта сhttps://)
Обязательные поля помечены *