鋅電池是一種生產(chǎn)成本相對較低的電池嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-21 17:59
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對于電池來說，體積小、容量大、壽命長、安全性高、制造成本低等都是理想的素質要求，但集這些特性于一身的電池目前還難以找到。就拿消費電子產(chǎn)品中廣泛使用的鋰電池來說，雖然在容量、體積、壽命等方面可圈可點，但其爆炸風險卻讓許多人詬病。
而此次美國馬里蘭大學、陸軍研究實驗室和國家標準與技術研究院研究人員組成的研究小組，將傳統(tǒng)的鋅電池技術與水電池技術相結合，開發(fā)出了容量更大、安全性更高的可充電電池。他們使用新型的含水電解質，替代傳統(tǒng)鋰離子電池中使用的易燃有機電解質，大大提高了電池的安全性；而通過添加金屬鋅以及在電解液中添加鹽，則有效提高了電池的能量密度。研究人員指出，鋅電池是一種安全且生產(chǎn)成本相對較低的電池，但能量密度低，壽命也短，因而并不完美。新型水基鋅電池則克服了傳統(tǒng)鋅電池的這些缺點，不僅大大提高了電池的能量密度，電池壽命也延長了許多。而與鋰電池相比，水基鋅電池不僅可在能量密度方面與其一較高下，而且安全得多，不會有爆炸或引發(fā)火災的風險。研究人員對新型水基鋅電池的商業(yè)化前景充滿信心。他們表示，新型電池最終不僅可用于消費電子產(chǎn)品，成為鋰電池的有力競爭者，還可在太空、深海等極端環(huán)境下使用，在航空航天、深海探測以及軍事領域都有用武之地。由于我國動力電池產(chǎn)業(yè)化起步較晚，目前尚未達到日本松下、韓國三星和LG等國際企業(yè)的競爭水平，因此一直沒能進入特斯拉、豐田、福特等全球大型車企的供應體系。隨著CATL先后成為寶馬、大眾的供應商，國產(chǎn)命運正在改寫，未來中國的動力電池將在新能源車需求爆發(fā)以及國內成本優(yōu)勢的合力下登上世界舞臺。
需求爆發(fā)是國內動力電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的基礎。過去三年，國內新能源車產(chǎn)銷量順利完成30萬輛、50萬輛以及70萬輛的目標，復合增長超50%。種種跡象表明，政策層面正堅定地朝“2020年200萬輛新能源車”的銷售目標奮進，未來三年行業(yè)產(chǎn)銷仍將保持40%以上的高增長，為國內動力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎。2020年若要完成200萬輛的目標，今年的總銷量需在百萬輛以上，由此測算對動力電池的需求拉動將達到50GWh，同比增長40%。
成本領先奠定國內動力電池在國際市場的競爭力。目前動力電池在整車中的成本占比高達50%，考慮到新能源車相比傳統(tǒng)燃油車還不具備經(jīng)濟性，未來對整車成本的控制依賴于動力電池成本的下降。而電池成本的降低又依托于國內數(shù)碼3C時代延續(xù)下來的電池產(chǎn)業(yè)鏈基礎，如果我們沒有正極材料、負極材料、隔膜、電解液等完善的中上游環(huán)節(jié)，成本優(yōu)勢的實現(xiàn)便無從說起。這些中上游環(huán)節(jié)普遍具有技術壁壘低、資源約束弱(即便是鈷，長期供需也會逆轉)的特點，因此只有規(guī)?；拍芴嵘?、降低成本，而這正是中國制造的擅長之處。
此外在對某些手機上，充電超過一定的時間后，如果不去取下充電器，這時系統(tǒng)不僅不停止充電，還將開始放電-充電循環(huán)。也許這種做法的廠商自有其目的，但顯然對電池和手機/充電器的壽命而言是不利的。同時，長充電需要很長的時間，往往需要在夜間進行，而以我國電網(wǎng)的情況看，許多地方夜間的電壓都比較高，而且波動較大。前面已經(jīng)說過，鋰電池是很嬌貴的，它比鎳電在充放電方面耐波動的能力差得多，于是這又帶來附加的危險。
此外，不可忽視的另外一個方面就是鋰電池同樣也不適合過放電，過放電對鋰電池同樣也很不利。這就引出下面的問題。
在我們的論壇上，經(jīng)常可以見到這種說法，因為充放電的次數(shù)是有限的，所以應該將手機電池的電盡可能用光再充電。但是我找到一個關于鋰離子電池充放電循環(huán)的實驗表，關于循環(huán)壽命的數(shù)據(jù)列出如下：
其中DOD是放電深度的英文縮寫。從表中可見，可充電次數(shù)和放電深度有關，10%DOD時的循環(huán)壽命要比100%DOD的要長很多。當然如果折合到實際充電的相對總容量：10%*1000=100，100%*200=200，后者的完全充放電還是要比較好一些，但前面網(wǎng)友的那個說法要做一些修正：在正常情況下，你應該有保留地按照電池剩余電量用完再充的原則充電，但假如你的電池在你預計第2天不可能堅持整個白天的時候，就應該及時開始充電，當然你如果愿意背著充電器到辦公室又當別論。
而你需要充電以應付預計即將到來的會導致通訊繁忙的重要事件的時候，即使在電池尚有很多余電時，那么你也只管提前充電，因為你并沒有真正損失“1”次充電循環(huán)壽命，也就是“0.x”次而已，而且往往這個x會很小。
電池剩余電量用完再充的原則并不是要你走向極端。和長充電一樣流傳甚廣的一個說法，就是“盡量把手機電池的電量用完，最好用到自動關機”。這種做法其實只是鎳電池上的做法，目的是避免記憶效應發(fā)生，不幸的是它也在鋰電池上流傳之今。曾經(jīng)有人因為手機電池電量過低的警告出現(xiàn)后，仍然不充電繼續(xù)使用一直用到自動關機的例子。結果這個例子中的手機在后來的充電及開機中均無反應，不得不送客服檢修。這其實就是由于電池因過度放電而導致電壓過低，以至于不具備正常的充電和開機條件造成的。
