电池之争 锌空气电池比锂电池强在哪儿

导语

锂电池的缺陷,恰恰可以由锌空气电池来弥补。如今有相关部门在研发中,车辆能够根据实际路况和车速,灵活采用不同的电池组合加以应对。

日前,工信部批复了《电动汽车用锌空气电池行业标准》,其中对锌空气电池的要求、试验方法等诸多方面均作了明确规定,最终标准则有望于11月正式出炉。

早在去年6月,由电动车辆分标委组织起草的汽车行业标准《电动汽车用锌空气电池》,就已完成征求意见稿。而在经过了一年多对锌空气电池标准的继续深入研究和完善之后,此次批复无疑宣布锌空气电池在电动汽车领域的规范化应用,进入到了最后的读秒阶段。

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以氢氧为“食”绿色安全

从2011年国内首辆锌空气电动公交车正式下线,到2012年在武汉实现规模化量产,再到如今首个行业标准即将正式实施,短短三年时间,锌空气电池可谓实现了三级跳,一下从人们的认知边缘走向了新能源汽车的实用前沿。

不过,不少人对锌空气电池的概念还是感到陌生。所谓锌空气电池(zincairbattery),又称锌氧电池,主要是利用活性炭吸附空气中的氧或纯氧,来作为正极活性物质;而以锌作为负极,以氯化铵或苛性碱溶液作为为电解质的一种原电池。

事实上,锌空气电池的发明已有100多年的历史,最早是应用于铁路信号灯等电源之上。与传统电池相比,锌空气电池最大的特点就是绿色环保。由于电池工作过程中,负极上的锌仅与电解液中的OH-和空气中的氧气相接触而发生化学反应,所以在整个放电过程中,并不会产生任何污染大气的物质。

此外,锌空气电池还以能量密度著称,其每公斤发电量能够达到0.3KWH,较锂电池高出一倍。也就是说,虽然重量只有锂电池的一半,但锌空气电池的续航里程却是锂电池的两倍之多,且蓄电量的增大,也不会使锌空气电池更易爆炸。而由于仅使用空气中的氧及价格相对低廉的锌,锌空气电池的成本也降了下来,据悉其量产后的售价仅为锂电池的1/3。

以国内首个锌空气电动公交车为例,每充一次电大概可行驶约300公里,最高时速可达每小时80公里。因此有业内人士认为,锌空气电池可以被称为真正意义上的可循环使用的、清洁无污染的化学电源。

“一次性”和“动力低”成硬伤

如此绿色、高效、安全、低价的锌空气电池,为何迟迟没有在市场上露面呢?

按理说,早在100多年前就已出现的锌空气电池,即便是当时技术不达标,但只要研发能够得以延续,应该不会被后来的铅酸电池、镍铬电池,亦或现在的锂电池所取代。之所以出现如今锂电池一统天下的局面,锌空气电池确实有着自己的硬伤。而这一致命缺陷就是不可充电,即锌空气电池属于一次性电池。虽然也有企业研发过可充放的锌电池,但极为有限的充放电次数,与其他电池相比,显然满足不了市场需求。

不少业内专家表示,如今人们提到的锌空气电池并不是真正意义上的充电电池,而是需要定期更换材料(锌)才能维持运行。就像传统燃油车需要加油一样,一旦不能提供原料锌,就不能实现连续工作,储能、放电也就无从谈起。

除了空气和金属锌,锌空气电池还需要其他微量元素参与化学反应,而这些微量元素的价格也都不低。因此虽然原料的价格是省下了,但从电池组投入应用的整体产出来看,锌空气电池的性价比并没有想象中的那么高。

虽然在诸多种类的金属空气电池中,只有锌空气电池得到实用,但动力技术上的瓶颈一直制约着其真正投入实际应用,比功率是其中之一。实际上,“比功率”就是用来衡量一辆车瞬间爆发力的。据悉,锌空气电池的比功率很低,最高时速只能达到80公里,连完成加速和爬坡等动作都比较吃力,更谈不上规模化应用于轿车上了。这也就是长久以来,人们为何只会在助听器等小型器件中看到锌空气电池身影的原因。

电池“混用”或是良策

那么,是不是锌空气电池即便规模化投产,也不会有太大用武之地呢?

虽然目前新能源汽车主要的动力源(600405)还是由锂电池把控,但续航能力差、充电时间长等缺陷,一直都是消费者吐槽的焦点。新能源车充电要十几甚至二十几个小时,充满电后跑不长,无法让用车者满意。

而锂电池的缺陷,恰恰可以由锌空气电池来弥补。据悉,如今有相关部门在研发中,车辆能够根据实际路况和车速,灵活采用不同的电池组合加以应对。如果车辆以30至40公里每小时的速度行驶在路况较好的路面时,就使用锌空气电池;而碰到爬坡上坎的路面时,就切换到锂电池提供电力。

毫无疑问,在如今政府新一轮新能源汽车优惠政策的影响下,新能源车的普及也只是时间问题。而与之应用息息相关的电池行业,其发展也会随之相应提速。以锂电池为代表的特斯拉,已开始准备以石墨烯为材料进行供电研发。时下已走入正轨的锌空气电池,从突破技术瓶颈到规模化应用也会在不久的将来成为现实。

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