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電池之爭 鋅比鋰強在哪兒

文章來源:本站人氣:731發表時間:2015-09-21

  日前,工信部批復了《電動汽車用鋅空氣電池行業標準》,其中對鋅空氣電池的要求、試驗方法等諸多方面均作了明確規定,最終標準則有望于11月正式出爐。

  早在去年6月,由電動車輛分標委組織起草的汽車行業標準《電動汽車用鋅空氣電池》,就已完成征求意見稿。而在經過了一年多對鋅空氣電池標準的繼續深入研究和完善之后,此次批復無疑宣布鋅空氣電池在電動汽車領域的規范化應用,進入到了最后的讀秒階段。

  以氫氧為“食”綠色安全

  從2011年國內首輛鋅空氣電動公交車正式下線,到2012年在武漢實現規模化量產,再到如今首個行業標準即將正式實施,短短三年時間,鋅空氣電池可謂實現了三級跳,一下從人們的認知邊緣走向了新能源汽車的實用前沿。

  不過,不少人對鋅空氣電池的概念還是感到陌生。所謂鋅空氣電池(zincairbattery),又稱鋅氧電池,主要是利用活性炭吸附空氣中的氧或純氧,來作為正極活性物質;而以鋅作為負極,以氯化銨或苛性堿溶液作為為電解質的一種原電池。

  事實上,鋅空氣電池的發明已有100多年的歷史,最早是應用于鐵路信號燈等電源之上。與傳統電池相比,鋅空氣電池最大的特點就是綠色環保。由于電池工作過程中,負極上的鋅僅與電解液中的OH-和空氣中的氧氣相接觸而發生化學反應,所以在整個放電過程中,并不會產生任何污染大氣的物質。

  此外,鋅空氣電池還以能量密度著稱,其每公斤發電量能夠達到0.3KWH,較鋰電池高出一倍。也就是說,雖然重量只有鋰電池的一半,但鋅空氣電池的續航里程卻是鋰電池的兩倍之多,且蓄電量的增大,也不會使鋅空氣電池更易爆炸。而由于僅使用空氣中的氧及價格相對低廉的鋅,鋅空氣電池的成本也降了下來,據悉其量產后的售價僅為鋰電池的1/3。

  以國內首個鋅空氣電動公交車為例,每充一次電大概可行駛約300公里,最高時速可達每小時80公里。因此有業內人士認為,鋅空氣電池可以被稱為真正意義上的可循環使用的、清潔無污染的化學電源。

  “一次性”和“動力低”成硬傷

  如此綠色、高效、安全、低價的鋅空氣電池,為何遲遲沒有在市場上露面呢?

  按理說,早在100多年前就已出現的鋅空氣電池,即便是當時技術不達標,但只要研發能夠得以延續,應該不會被后來的鉛酸電池、鎳鉻電池,亦或現在的鋰電池所取代。之所以出現如今鋰電池一統天下的局面,鋅空氣電池確實有著自己的硬傷。而這一致命缺陷就是不可充電,即鋅空氣電池屬于一次性電池。雖然也有企業研發過可充放的鋅電池,但極為有限的充放電次數,與其他電池相比,顯然滿足不了市場需求。

  不少業內專家表示,如今人們提到的鋅空氣電池并不是真正意義上的充電電池,而是需要定期更換材料(鋅)才能維持運行。就像傳統燃油車需要加油一樣,一旦不能提供原料鋅,就不能實現連續工作,儲能、放電也就無從談起。

  除了空氣和金屬鋅,鋅空氣電池還需要其他微量元素參與化學反應,而這些微量元素的價格也都不低。因此雖然原料的價格是省下了,但從電池組投入應用的整體產出來看,鋅空氣電池的性價比并沒有想象中的那么高。

  雖然在諸多種類的金屬空氣電池中,只有鋅空氣電池得到實用,但動力技術上的瓶頸一直制約著其真正投入實際應用,比功率是其中之一。實際上,“比功率”就是用來衡量一輛車瞬間爆發力的。據悉,鋅空氣電池的比功率很低,最高時速只能達到80公里,連完成加速和爬坡等動作都比較吃力,更談不上規模化應用于轎車上了。這也就是長久以來,人們為何只會在助聽器等小型器件中看到鋅空氣電池身影的原因。

  電池“混用”或是良策

  那么,是不是鋅空氣電池即便規模化投產,也不會有太大用武之地呢?

  雖然目前新能源汽車主要的動力源(600405,股吧)還是由鋰電池把控,但續航能力差、充電時間長等缺陷,一直都是消費者吐槽的焦點。新能源車充電要十幾甚至二十幾個小時,充滿電后跑不長,無法讓用車者滿意。

  而鋰電池的缺陷,恰恰可以由鋅空氣電池來彌補。據悉,如今有相關部門在研發中,車輛能夠根據實際路況和車速,靈活采用不同的電池組合加以應對。如果車輛以30至40公里每小時的速度行駛在路況較好的路面時,就使用鋅空氣電池;而碰到爬坡上坎的路面時,就切換到鋰電池提供電力。

  毫無疑問,在如今政府新一輪新能源汽車優惠政策的影響下,新能源車的普及也只是時間問題。而與之應用息息相關的電池行業,其發展也會隨之相應提速。以鋰電池為代表的精工電子,已開始準備以石墨烯為材料進行供電研發。時下已走入正軌的鋅空氣電池,從突破技術瓶頸到規模化應用也會在不久的將來成為現實。
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