在电网高度发达的今天，锂离子电池在电能存储方面展现出技术和经济方面的双重优势，并已广泛应用在 3C 产品、动力设备和电化学储能系统等领域。
但是，在极端环境或灾难救援等无电网支持条件下，锂电池的续航能力会受到限制，这时它们需要额外的电力供给以保障其运行。
为解决上述问题，深圳壬阳金属新能源科技有限公司（以下简称“壬阳新能源”）开发了一款一次性便携型增程式铝碱液流电池。
铝碱液流电池也被称为铝空气电池，是一种以铝合金电极为负极、空气电极为正极和氢氧化钾溶液为电解液的金属燃料电池。
它以高能量密度著称，其系统质量比能可达 300Wh/kg，约是便携式锂离子电池系统的 3 倍，且具有便携性和易用性的特性。
该电池不仅能为锂电池设备在离网环境（无电网覆盖或电网断开）供电提供了有效的备份解决方案，还可进一步增强锂电池的效能和拓宽其应用范围，有望在未来的能源解决方案中发挥重要作用。
近期，DeepTech 与壬阳新能源的 CEO 唐智华进行交流，并探讨了铝碱液流电池在化学电池产业中的独特价值和技术的发展前景。
图丨唐智华（来源：唐智华）
专注发展化学电池领域的“第四赛道”
化学电池大致可分为三个赛道，分别是：以锌锰和锂锰为代表的一次电池、以铅酸和锂离子电池为代表的二次电池，以及以氢燃料电池、甲醇燃料电池及金属燃料电池为代表的燃料电池。
经过深入的市场分析后，壬阳新能源发现铝碱液流电池的市场应用范围相对有限。为了满足这些特定的应用场景，公司采用了创新的设计思路来构建电池系统，确保产品在技术和经济上的可行性。
他们认为，铝碱液流电池的商业机会在于那些对电力质量有高要求、对电池能量密度很敏感，但对用电成本不太敏感的领域。
铝碱液流电池的高能量密度和高电能质量，使其成为这些应用场景理想的选择。因此，公司致力于为这些专业且关键的应用场景提供系列化的电池解决方案。
与使用门槛较高的便携型氢燃料电池相比，铝碱液流电池更适合开发成一次性电池。
唐智华表示：“我们的电池技术与传统的小微型一次性电池不同，提供的是大容量、大电流和大功率的一次性供电解决方案，可以将其看作化学电池领域的第四赛道。”
图丨便携型增程式一次性铝碱液流电池（来源：壬阳新能源）
壬阳新能源的便携型增程式一次性供电电源专为离网场景打造，以应对离网供电时所需要的高品质直流电、高能量密度、高便携性、供电过程无噪音、无震动、无排放、无红外暴露问题，以及适应极端温度等特点。
据介绍，该公司的铝碱液流电池在极端温度环境下，表现出安全且受控的放电特征。电池的液流循环系统在不放电时，可实现电堆与液箱的干湿分离，而在放电时则能够提供按需的长时间、不间断电力供应。
在 50℃ 的高温环境下，电池配备的高效散热子系统可确保电池 8 小时以上的稳定运行，帮助电池度过白天的高温考验。
在零下 40℃ 的低温环境下，独立的电解液配置系统可以提供 40℃ 以上的初始电解液，以迅速启动电池系统（启动达峰时间最快至 10 秒）。
“通过依靠放电过程中产生的热量和良好的保温设计，确保电池系统的整体温度维持在 30℃ 以上，从而帮助电池系统在极寒环境下为各类设备提供宝贵、稳定的高质量电力。”唐智华说。
（来源：壬阳新能源）
技术壁垒方面，壬阳新能源在材料和工程两端都取得了突破。在材料端，该公司开发出了能量密度高达 4.1kWh/kg 的负极材料和性能优异的正极材料。
其中，正极通过催化剂和极片微观结构的优化大幅提高了氧还原反应的动力学性能，而负极的铝合金材料则达到了行业先进的极高能量密度。
在工程端，壬阳新能源开发了具有完全知识产权的液流、电控、散热及密封子系统，逐步解决了电池的漏液、热失控、启动时间长、能量密度低等一系列问题，并优化了热管理和电控功能，实现了每度电仅消耗 1.7 升电解液的行业先进水平。
在空气膜电极（正极）的制造方面，壬阳新能源解决了高一致性（性能）、高良率和低成本的工程难题。
唐智华指出，膜电极是铝碱液流电池的核心部件之一，公司通过廉价催化剂的制备、高一致性防水透气膜的制备，以及低催化剂载量的催化层设计等多方面的技术创新，成功实现了制造目标，为电池产品的降本奠定了基础。
此外，该公司还为电堆及管路系统的密封问题提供了解决方案，其采用了不可逆密封设计，借鉴了工业界在腐蚀性液体密封设计领域的成果，进而实现了电池系统在所有工况下的电解液零泄漏，进一步增强了产品的可靠性和实用性。
离网场景下，作为锂离子电池的“终极充电宝”
铝碱液流电池在价格方面具有优势，其度电成本大约是 1500 元/度电。
与之对比的是，大规模串并联后的一次性锌锰电池的度电成本约在 2000-3000 元/度电；而与能量密度更高的一次性锂锰电池比，其度电成本优势更加显著，仅为大容量锂锰电池的三分之一。
需要注意的是，尽管锌锰和锂锰电池在 3C 应用领域中，以 5 号、7 号电池形式被广泛使用，但它们尚未被开发成大容量产品，主要因为多电池串并联时放电一致性问题难以解决，且解决这些问题的成本较高。
唐智华指出，在电网覆盖的场景中，铝碱液流电池与锂离子电池并无直接竞争。相反，铝碱液流电池在离网用电场景中展现出其独特的优势，特别是在电网电力供应中断而用户对电力有迫切需求时，这种高能量密度的电池可以提供 DC 12V/24V 和 20-300W 功率输出，能够提供即时且宝贵的电力支持。
在离网场景下，铝碱液流电池被视为锂离子电池的“终极充电宝”，为锂离子电池持续发挥关键作用的提供解决方案。
具体来说：
一方面，在战地场景中，战术装备多数已实现电气化，这些装备都需要定期充电以确保其效能，例如无人机、卫星电话、夜视仪、无人机反制装备、夜视装备、可穿戴 USB 供电发热装备或适用于高寒地区的发热充气营帐等。
传统的汽柴油发电机虽然也能够提供电力，但其电力质量较差，并且有可能会对精密仪器造成损害。同时，在使用过程中容易暴露位置，增加被攻击的风险。
相对而言，一次性便携型铝碱液流电池在隐蔽性、便携性和电能耗材化方面具有显著优势。
（来源：壬阳新能源）
另一方面，在灾难救援场景中，灾情感知、移动通信、生命探测仪、应急工作灯、移动医疗救助设备、搜救无人机等需要高品质的直流电或稳定的交流电。
唐智华指出，铝碱液流电池在存储状态下无需维护、即开即用，这使得它在应急救灾领域具有广泛的应用前景。无论是人防设施还是重点防护设施，都需要部署灾难备用电源，该电池系统因其易于存储和使用的特性，成为该场景下的理想选择。
目前，该公司正在积极推广和测试相关产品，以确保在灾难发生时能够提供稳定和可靠的电力支持。
在产品进展方面，壬阳新能源在 2024 年相继推出了 5 度电、2.45 度电和 1.25 度电三款便携型产品，并预计在 2025 年将这三款产品分别升级到 6 度电、3 度电和 1.5 度电。
（来源：壬阳新能源）
唐智华表示：“我们的产品矩阵主要考虑的是让单人能够方便地使用和转运电源。此外，公司还计划针对应急、人防和重防等特殊需求开发固定应用的集群产品，且支持客户定制，该电池系统的容量有望实现 1000 度电以上的集群应用。”
他认为，未来锂电池的发展仍蕴藏着巨大的潜力。而他们的使命是成为锂离子电池的“守护者”，即在电网无法触及的角落，为锂离子电池提供至关重要的电能补充，以确保能源供应的连续性和可靠性。
运营/排版：何晨龙
