近日，工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心黨委書記、副主任柳新巖在2025新能源電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)上提出四點(diǎn)建議 ，其中第一點(diǎn)是強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng) ，系統(tǒng)布局新型材料體系 、全固態(tài)電池 、金屬空氣電池等新一代電池研發(fā)工作，加速新技術(shù)的落地轉(zhuǎn)化、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程 。
上述表態(tài)中 ，全固態(tài)電池與金屬空氣電池并列提出 ，釋放了政策層面對(duì)金屬空氣電池的重視 。
金屬空氣電池政策紅利不斷
金屬空氣電池，是利用鋅 、鎂 、鋁等常見金屬與氧氣、海水制成的新型電池 ，是一種半儲(chǔ)能半燃料的電池。
關(guān)于金屬空氣電池 ，并非首次提及，早在2015年 ，工信部裝備工業(yè)一司對(duì)《中國(guó)制造2025》開展解讀時(shí)表示 ，圍繞純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車，建立和健全富鋰層氧化物正極材料/硅基合金體系鋰離子電池 、全固態(tài)鋰離子電池 、金屬空氣電池、鋰硫電池等下一代鋰離子動(dòng)力電池和新體系動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)鏈，并推動(dòng)高功率密度 、高效化 、輕量化、小型化的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的研發(fā) 。
2017年印發(fā)的《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》提出 ，積極推動(dòng)鋰硫電池、金屬空氣電池 、固態(tài)電池等新體系電池的研究和工程化開發(fā) 。
2022年 ，工信部發(fā)布的《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》提出，研發(fā)儲(chǔ)備液態(tài)金屬電池 、固態(tài)鋰離子電池、金屬空氣電池等新一代高能量密度儲(chǔ)能技術(shù)。
從全球范圍來(lái)看 ，金屬空氣電池生產(chǎn)商主要包括金山科技 、Duracell Activair 、麥克賽爾、松下 、Energizer Holdings等 ，其中金山科技占據(jù)較大市場(chǎng)份額 。
高能量密度+充電高效+長(zhǎng)續(xù)航
相比鋰離子及其它類型的電池，金屬空氣電池在能量密度 、充電時(shí)長(zhǎng)、續(xù)航里程 、環(huán)保 、安全等方面有諸多優(yōu)勢(shì) ，因此其應(yīng)用前景廣闊 。
首先 ，金屬空氣電池能量密度更高。金屬空氣電池是利用空氣中的氧氣與儲(chǔ)能金屬反應(yīng)發(fā)電，能量密度可達(dá)鋰離子電池的3至4倍以上 ，并可以使用水溶液甚至海水作為電解液 ，蓄電量高、價(jià)格低廉 、更為安全 。
其次，充電高效 ，續(xù)航更長(zhǎng) 。以鋁空氣電池為例 ，其只需要更換負(fù)極金屬板，不需要充電，提高了充電效率和便捷性。將金屬空氣電池與鋰離子電池聯(lián)用 ，可使其兼具高蓄電量和長(zhǎng)續(xù)航的優(yōu)點(diǎn) ，續(xù)航時(shí)間可達(dá)到鋰電設(shè)備的2到3倍。
再次，金屬空氣電池符合21世紀(jì)“碳中和 ”的要求 。根據(jù)負(fù)極充電特性不同 ，金屬空氣電池分為二次電池和一次電池 ，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作 ，無(wú)需專人維護(hù) ，其制造 、使用、回收等流程均無(wú)有害物質(zhì)釋出，被稱為“21世紀(jì)的綠色能源 ” 。
愛建證券表示 ，面向8~100小時(shí)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求 ，液流電池、鋅系電池 、鐵—空氣電池等新興技術(shù)正在加快示范部署，其中鐵—空氣電池以極低的單位容量成本切入100小時(shí)級(jí)別市場(chǎng) ，成為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的潛在解決方案。
由于性能卓越 ，未來(lái)金屬空氣電池有望成為大規(guī)模應(yīng)用的儲(chǔ)能設(shè)備，應(yīng)用前景也較為廣闊，多個(gè)國(guó)家都在積極推進(jìn)這項(xiàng)研究 。根據(jù)研究機(jī)構(gòu)QYResearch報(bào)告 ，預(yù)計(jì)到2031年 ，全球金屬空氣電池市場(chǎng)的收入規(guī)模將從2023年的2.96億美元增至8.52億美元，2023~2031 年的復(fù)合年增長(zhǎng)率超過14% 。
從細(xì)分領(lǐng)域來(lái)看 ，目前鋅空氣電池市場(chǎng)份額最高 ，相比其他類型的金屬空氣電池，鋅空氣電池是目前商業(yè)化最成熟的 ，已廣泛應(yīng)用于助聽器 、電子手表等小型電子設(shè)備；份額位居其次的是鋁空氣電池。
國(guó)內(nèi)多所高校取得技術(shù)突破
截至當(dāng)前 ，國(guó)內(nèi)已有多所高校取得金屬空氣電池領(lǐng)域的技術(shù)突破 。
根據(jù)工信部報(bào)道，2023年 ，西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院謝科予教授團(tuán)隊(duì)首次提出了一個(gè)由金屬dx2-y2軌道以及電負(fù)性構(gòu)成的本征描述符并用于指導(dǎo)空氣電池正極設(shè)計(jì) ，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了超低過電勢(shì)Li-CO2電池的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定循環(huán) 。該研究為電池高性能正極催化劑提供了有效的設(shè)計(jì)和篩選策略，加速了金屬空氣電池行業(yè)的發(fā)展。
2024年 ，哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工與化學(xué)學(xué)院王振波教授團(tuán)隊(duì)在雙功能氧電催化劑研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展 ，研究成果有望為氫燃料電池/金屬空氣電池中新一代陰極催化劑的設(shè)計(jì)及應(yīng)用提供新思路 。
產(chǎn)業(yè)鏈多家公司出爐
作為新一代電池技術(shù)的重點(diǎn)，國(guó)內(nèi)有多家上市公司已對(duì)金屬空氣電池技術(shù)進(jìn)行布局，開展理論研究或推進(jìn)相關(guān)項(xiàng)目 。
根據(jù)投資者互動(dòng)平臺(tái)或調(diào)研紀(jì)要等公開內(nèi)容 ，目前A股市場(chǎng)涉及金屬空氣電池產(chǎn)業(yè)鏈的公司有鵬輝能源、云鋁股份 、中國(guó)鋁業(yè)等。
從市場(chǎng)表現(xiàn)來(lái)看 ，截至10月24日，這些金屬空氣電池產(chǎn)業(yè)鏈公司年內(nèi)平均漲幅超過60% ，位居前列的有上海洗霸 、云鋁股份、派能科技 。
上海洗霸年內(nèi)漲幅接近241% ，2023年國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公布公司一項(xiàng)發(fā)明專利“一種空氣穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)及其制備方法和應(yīng)用”，基于本發(fā)明所提供的對(duì)空氣穩(wěn)定同時(shí)對(duì)鋰金屬穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)組裝的固態(tài)鋰空氣電池可以運(yùn)行在開放大氣環(huán)境中 ，同時(shí)具有極高的正極比容量 。
云鋁股份年內(nèi)漲幅超過70% ，公司主營(yíng)電解鋁 、鋁加工制品，其參股公司云南創(chuàng)能斐源金屬燃料電池有限公司正開展鋁空氣能源系統(tǒng)及其配套產(chǎn)品 、鋁空氣電池等領(lǐng)域的研究開發(fā)及銷售。
派能科技年內(nèi)漲幅超過64% ，公司此前在年報(bào)中披露 ，公司跟蹤液流、氫（氨）儲(chǔ)能 、金屬空氣電池在內(nèi)的多項(xiàng)電池技術(shù)，感知儲(chǔ)能技術(shù)脈絡(luò)；積極推動(dòng)替代解決方案如鈉離子電池技術(shù)的開發(fā)。
雄韜股份年內(nèi)漲幅接近63% ，公司是較大規(guī)模的蓄電池 、鋰離子電池制造商 。在2024年年報(bào)中 ，公司表示，將抓住產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良好機(jī)遇，儲(chǔ)備和培育新型電池技術(shù)包括但不限于燃料電池、新型鋰電池 、鋁空氣電池 、硅基電池等 。
截至10月23日 ，與去年末相比 ，金屬空氣電池產(chǎn)業(yè)鏈公司獲融資客加倉(cāng)的有雄韜股份、科力遠(yuǎn)、中國(guó)鋁業(yè) 、云鋁股份及鵬輝能源。
科力遠(yuǎn)獲融資客加倉(cāng)超過40%，公司表示其鎳系列電池及材料目前已經(jīng)進(jìn)入多個(gè)應(yīng)用范圍 ，包括車載動(dòng)力電池 ，超級(jí)鎳電池，儲(chǔ)能系列電池 ，金屬空氣電池（魚雷動(dòng)力 ，海事救援浮標(biāo)等）等 。
中國(guó)鋁業(yè)獲融資客加倉(cāng)超過35%，公司此前曾表示 ，中鋁集團(tuán)所屬材料研究院圍繞鋁空氣電池用的鋁陽(yáng)極材料進(jìn)行開發(fā)研究 。
鵬輝能源獲融資客加倉(cāng)近15% ，公司專注于電池研發(fā)制造20多年，電池品種有鎳氫電池 、鋰電池、鈉電池 、金屬空氣電池 ，目前是全球電池品種最全的制造企業(yè) ，下游應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋消費(fèi) 、動(dòng)力、儲(chǔ)能三大應(yīng)用領(lǐng)域。
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