全球首款18650鉀離子電池問世

2024-08-06 08:37:45·  來源:IT之家
 

鋰離子電池正在驅(qū)動社會的千行百業(yè),鈉離子電池也正在逐步開啟規(guī)?;瘧?,不知道家友們是否聽說過鉀離子電池?


來自美國的 Group1 公司 8 月 1 日宣布推出全球首款采用 18650 圓柱形外殼的 KIB 鉀離子電池。


據(jù)該公司介紹,其新型鉀離子電池可無縫集成到現(xiàn)有的 LIB 鋰離子電池生產(chǎn)流程中,有望為傳統(tǒng)鋰離子電池提供一種可持續(xù)且經(jīng)濟高效的替代品。


圖片


從元素周期表中我們可以看到,鋰、鈉、鉀三種元素同屬第一主族,被稱為“堿金屬”,其元素性質(zhì)接近,而鉀離子電池和鈉離子電池也采用與鋰離子電池相同的原理。


圖片


有的家友心中可能會有疑問:在鋰離子電池技術(shù)日趨成熟的今天,我們?yōu)槭裁催€需要研發(fā)鉀離子電池技術(shù)呢?


問題便出在元素的豐度上,鋰在地殼中的質(zhì)量百分比僅為 0.002%(部分研究認為可達 0.007%)左右,而鈉和鉀約為 2%,中間差了好幾個數(shù)量級。


圖片


而且鋰資源在全球的分布并不均衡,鋰離子電池在面對未來電動汽車及電網(wǎng)大規(guī)模儲能設(shè)備的應用場景時,就顯得有些力不從心。


例如比亞迪去年就在智利項目獲得鋰電池原料優(yōu)惠價格,寧德時代也投資 14 億美元開發(fā)玻利維亞鋰礦。


圖片


鉀離子電池的另一個優(yōu)勢是:由于鉀不會形成 Al-K 金屬間化合物,所以可以使用鋁箔代替銅箔用作此類電池中的負極集流體,從而降低電池成本。


圖片


不僅如此,由于元素電極電位的差異,鉀離子電池具有在更寬的電壓范圍內(nèi)更高電壓運行的潛力;且鉀離子在電解質(zhì)溶液中的斯托克斯半徑最小,即鉀離子可以在電解質(zhì)溶液中更快速地擴散,以實現(xiàn)更高的功率密度。


圖片


理論是理論,實際是實際:家友們可能好奇,那么當前的鉀離子電池技術(shù)發(fā)展到了什么程度呢?


Group1 公司本次推出的鉀離子電池采用了與廣泛使用的 18650 鋰離子電池相同的尺寸規(guī)格:直徑 18 毫米,高 65 毫米,可無縫集成到現(xiàn)有設(shè)備和應用中。


圖片


這款電池采用了 Group1 名為 Kristonite 的 4V 普魯士白鉀(KPW)正極材料,與基于磷酸鐵鋰的鋰離子電池(LFP-LIB)和鈉離子電池(NIB)相比,在性能、安全性和成本方面表現(xiàn)更加均衡。


圖片


這款 18650 鉀離子電池標稱電壓為 3.7V,能量密度可達 160-180Wh/kg,與磷酸鐵鋰電池相當,還具有優(yōu)異的循環(huán)壽命和出色的放電性能。


值得一提的是,這款鉀離子電池采用的是已經(jīng)商業(yè)化的石墨負極、隔膜和電解質(zhì)配方,降低了供應鏈的復雜度,減少了對鎳、鈷、銅和鋰等關(guān)鍵礦物的依賴。


Group1 公司已經(jīng)在向原始設(shè)備制造商和電池制造商中的合作伙伴分發(fā)這款鉀離子電池樣品,希望其可以成為磷酸鐵鋰電池和鈉離子電池的有力替代。