三元锂电池能量密度高，续航里程长，但不够稳定，受外界影响后容易起火自燃；磷酸铁锂电池稳定性好，安全性高，但能量密度较低，冬天电车续航里程甚至要打对折。
那么有没有一种兼具安全、稳定和长效续航的新电池呢？很多人把目光投向了铝离子电池。
近日，由沙特支持的印度研究者Saturnos计划公布其增强蚀变铝离子（Enhanced Altered Aluminum Ion，简称Ea²I）电池化学成分的独立测试，并于2022年推出固态可充电铝电池。投产后，它将成为世界上第一款商用铝离子固态电池。
Ea2I电池最初由沙特阿拉伯的达纳风险基金提供两轮种子资金支持，Saturnose 的铝离子电池自五年来一直处于“隐形”开发状态，学术研究在两大洲协调进行。
达纳风险基金创始人加亚德-艾德将 Ea²I 电池描述为向固态铝离子电池迈进了一步，他表示该电池不使用钴或镍，不存在锂离子的枝晶和热失控火灾问题。相反，Ea²I 系统的阴极使用了高能、改变和无序的岩盐结构，它的原型现在正在测试中。
据了解，铝离子电池的能量密度1500Wh/L，有望提供提供600Wh/kg能量。作为对比，锂离子电池的能量密度为150~350Wh/kg，宁德时代最新研发的钠离子为70~200Wh/kg。目前常用的磷酸铁锂电池普遍在140Wh/kg左右，部分三元锂电池能超过200Wh/kg。这就意味着，铝离子固态电池一旦成功商用，电池续航至少能提高三倍。
Saturnose声称，一组15kW的固态铝离子电池将重达565公斤，支持1200公里的电动汽车续航里程，并能持续至少20000次充放电循环，在汽车使用中可提供长达15年的稳定寿命。
除此之外，铝离子固态电池的生产不使用镍和钴，不存在锂离子的枝晶和热失控火灾问题。电池系统的阴极采用高能、无序的岩盐结构，并使用铝和铌以及固态电解质。据说，铝离子固态电池比锂离子电池技术便宜50%，且在能量密度、寿命、安全性各方面更占优势。
从数据上看，铝离子固态电池确实远超市面上的锂离子电池，或许真的有望取代锂离子电池。铝离子电池的潜力也曾被行业反复确认，但还没有进行商业测试，量产上市的产品能否如预期那样出色，还需要等后续揭晓。
锂电池？钠电池？铝电池？
锂电池VS钠电池
钠离子电池是一种二次电池(即可充电的电池)，主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来产生电能，在充放电过程中，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱出：充电时，Na+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极；放电时则相反。
锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
钠离子与锂离子电池对比：
（1）钠资源的地壳丰度是锂资源的423倍，且钠资源在全球范围内均有分布，而锂资源的分布非常不均匀——75%分布在美洲，钠资源的价格远远低于锂资源，仅为后者的1.33%；
（2）因为钠不会和铝发生反应，所以钠离子电池的正负极集流体都可以使用更便宜的铝箔，但是锂会与铝发生反应，因此锂离子电池的负极集流体只能使用价格更高的铜箔；
（3）钠离子电池的正极可采用廉价的过渡金属，成本比锂离子电池正极成本有所降低。钠离子电池最终的成本可以比锂离子电池少30~40%；
（4）钠离子电池能使用分解电势更低的电解质盐和溶剂，所以在电解质方面比锂离子电池具有更宽的选择范围。
（5）钠离子电池的电化学性能相对稳定，使用过程中较锂离子电池会更加安全。
钠离子电子发展缓慢，除了技术因素，主要源于其较低的能量密度，但是若将其与传统的铅酸电池相比，则是一种优势。
锂电池vs铝电池
铝电池是以金属铝为负极，氯铝酸基熔盐或离子液体为电解质，负极上发生铝的沉积/剥离，正极上发生氯铝酸根离子或铝离子嵌入/脱出或发生转化反应，从而实现电荷存储和释放的电池。
“铝电池具有电池容量高、安全性高和使用寿命长等优点。”北京科技大学冶金与生态工程学院教授、博士生导师王伟介绍说，相较于传统的锂电池，铝电池具有众多优势，由于铝的理论质量比容量为2.98安时/克，仅次于锂；理论体积比容量为8.05安时/立方厘米，在所有金属中排名第一，因此铝电池的电池容量具有很高的理论上限，且由于铝电池负极金属铝性质稳定、电解液不易燃，所以铝电池即使被穿刺短路也不会发生燃烧、爆炸等危险现象。
2015年，王伟课题组就研发了以室温离子液体为电解质，石墨为正极，铝为负极的新型非水系铝电池。此电池体系具备高达2伏的放电电压，且具有优异的循环稳定性和倍率性能，展现出了巨大的实用化潜力。此后，非水系铝电池逐渐成为世界范围内储能领域的研究热点。
然而在后续的研究过程中，相关科研人员发现，受限于离子液体电解质极强的酸性，溶于电解质中的高容量正极材料通常都存在循环寿命短的问题，再加上离子液体电解质极易吸水、空气稳定性差、易分解，所以电解质的开发便成为了非水系铝电池的重要研究方向。
“此次最新研究，通过使用一种低熔点的无机氯化物熔盐电解质，成功替代当前普遍使用的离子液体电解质，实现了铝电池的高倍率运行、低电压极化及高能量效率。”王伟表示，由于低熔点熔盐电解质的热稳定性高、不可燃，解决了大规模集成系统安全性方面的难题。“从室温离子液体电解质的开发，到现在一系列高电压、高容量铝电池体系的构建，大量的研究成果推动着非水系铝电池向着实用化迈进。”他说。
铝电池极有望开拓储能新前景
据了解，储能技术与新能源应用、电网的发展紧密相连，可以有效提高能源利用效率，并且可以解决偏远地区供电等问题。因此，储能技术是发展新能源无法绕开的关键一环。业内人士认为，储能电池的未来应该在风电和光电产业，其中尤以已经大量布局的风电产业为主。虽然近年来风电产业发展势头迅猛，但由于风力资源具有不稳定性，一直饱受并网的困扰，而储能技术的应用，能够帮助风电场平稳输出，“削峰填谷”。
铝电池的优势在于安全性高、稳定性好、宽温性能优异，因此王伟认为，未来铝电池将与储能系统、特种装备等行业密不可分。
“当今储能装置市场依然保持着较快的发展速度。”王伟表示，预计到2025年，中国仅电化学储能市场功率规模将达到28.6吉瓦，市场份额将高达1287亿元，整个产业的市场规模具备万亿级市场潜力。
电化学储能技术由于具有建设周期短、运营成本低、对环境无影响等特点已经成为电网应用储能技术解决新能源接入的首选方案。目前，锂离子电池以其较高的能量密度特性，在电化学储能技术中占据主导地位。然而，高昂的成本、有限的锂资源和安全性等问题极大地限制了其大规模储能应用。
铝电池由于铝负极低成本、高地壳元素含量、高比容量的特点，被认为是锂离子电池之外的一种极具实际应用前景的电池。更重要的是，铝电池体系具有较高的安全性，新型铝电池实现投产后将会解决大规模集成系统安全性方面的问题。
王伟表示，未来在“双碳”背景下，储能电池标准要更加重视环境、能源、资源效益的提升，构建绿色低碳循环发展标准框架，遵循先立后破、积极有序推进的原则。同时，重视国际合作，做好规则协同，充分考虑不同国家的国情、发展的阶段，最大程度地实现核算规则和核算体系互认，共同推动绿色低碳的发展。
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