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充電12分鐘續航1200公里的鋁電池可能嗎？
【明報專訊】過去十多廿年，鋰電池一直是電動車市場的主要動力電池來源。可是，隨着鋰電池近年在提升性能方面出現樽頸，有好幾種新型電池都號稱可以成為鋰電池終結者，透過媒體「吹風」吹得很厲害。其中一種由印度公司研發的新型鋁離子電池，更聲稱不論是能量密度、充電速度、耐用性和成本，都可以全面大幅輾壓鋰電池，令人充滿遐想。但事實真的如此嗎？
這家研製出新型鋁離子電池的印度公司是Saturnose，是由印度團隊組成和研發，獲得沙特阿拉伯的Dana風險創投基金投資，公司同時還在美國註冊。據媒體報道，該公司在2021年底首次披露它的新型鋁離子電池的性能數據之前，已經秘密研發了5年云云。
Saturnose研發的新型鋁離子電池稱為Ea2I（Enhanced Altered Aluminum Ion），直譯就是「增強型變質鋁離子電池」。先看看有關數據如何誇張。
首先，該公司號稱，這種新型鋁離子電池的重量能量密度現時介乎550至750Wh/kg，而體積能量密度則是1500Wh/L。相比之下，鋰電池的重量能量密度近年達到250Wh/kg至300Wh/kg，體積能量密度達到大約500Wh/L之後，就已經舉步維艱，沒有多少進展。即是說，這種鋁離子電池的重量能量密度至少比現時的鋰電池高出1倍或以上。而且，這種鋁離子電池的充電速度還號稱比鋰電池快75%。若製成儲電量150kWh的電池組應用於電動車，後者的續航力將可以提升至1200公里，而充滿電時間卻只需12分鐘。
至於其充放電循環次數更加高達2萬至3萬次，可以在電動車使用15年之久云云。相比之下，現時最耐用的鋰電池，也只是宣稱可以充放電3000至5000次。此外，Saturnose更聲稱，這種鋁離子電池的成本至少比鋰電池低一半。更加誇張的是，該公司聲言，這種新型鋁離子電池未來的重量能量密度目標是1800Wh/kg，而體積能量密度目標則是5500Wh/L。
「完美」數據 或顛覆化學原理
本來，這麼誇張的數據，是很難取信於人的。但是，Saturnose這間公司在2021年11月30日首次曝光，乃是透過《Forbes》的特約作者Michael Taylor的文章。而後者測試汽車和撰寫有關汽車行業的文章已經超過25年。因此，有關文章才廣泛被其他媒體引述。然而，Saturnose當時聲稱，計劃在2022年就開始量產其鋁離子電池。現時已經是2023年3月中，還未聽聞真正量產的轟動消息，有理由相信，這個目標已經「跳票」。
究竟鋁離子電池是否真的有如Saturnose口中那麼完美？個人傾向認為，上述數據並不太可靠，可能只是一些理論數據或模擬推算出來的數據，又或者只是將實驗室內才能達到的小型測試數據放大。
首先，有些行內人指出，單從材料本身來看，鋰離子的能量密度應該必定會高於鋁離子，Saturnose的聲稱似乎顛覆了現有的物理和化學知識。其次，大學和工業界早就研究過鋁離子電池。太遠的姑且不談，2015年，內地亦曾有機構聲稱，研發出性能明顯超越鋰電池的鋁離子電池，但之後一直沒有下文。若然鋁離子電池的條件或潛質真的這麼優秀，照理應該早就雀屏中選，歐美日韓中都有公司積極研究用它來接鋰電池的班，輪不到Saturnose來作為先行者。
此外，若這種鋁電池電池組的儲電量是150kWh，而只需12分鐘就充滿電，那麼充電樁的功率至少要高達750kW。但Tesla的電動卡車Semi也要同時透過多條延長線纜插頭和充電樁來充電，直流快速充電功率才超過1MW（即1000kW），相信Saturnose上述的充電數據肯定不是實測出來。
石墨烯前車可鑑 僅成鋰電池「添加劑」
最後，由實驗室到真正工業生產時，工藝成本往往會大幅增加。以磷酸鐵鋰電池為例，在試驗階段時，其每公斤成本還不到10元人民幣。但到工業生產時，價格卻大幅上升了接近10倍。其實，以往實驗室內也曾經出現過很多紙上數據亮麗的新型電池，但真正能夠商業量產的卻少之又少。例如，至少早在2014年初，石墨烯就被認為是製造高能量密度電池的理想材料。但9年過去了，現在市場上的石墨烯電池說真不真，說假不假，準確地說，只能稱之為「石墨烯碳基鋰離子電池」。
即是說，石墨烯並不是被用作電池的負極材料，而只是作為鋰電池的小量「添加劑」，協助它提升能量密度和充放電次數。有說其中一個主因是成本太貴，但性價比卻不高，真正的效果並沒有實驗室內那麼誇張，所以不太值得生產。
所以，個人猜測，現時研究的多種新型電池材料，也很有可能只是步石墨烯的後塵。