鋰電池和其他電池相比,有哪些決定性的優(yōu)勢呢?
近年來,新能源汽車一直備受關(guān)注,與傳統(tǒng)燃油汽車相比,新能源汽車有著綠色、節(jié)能等優(yōu)點,但在大家的印象中,它的性能與燃油汽車還存在一定的差距。其實,隨著新能源汽車技術(shù)的不斷升級,特別是電池動力不斷提升下,新能源汽車的性能已經(jīng)逐漸追趕上了燃油汽車。
對于電動車來說,理想的電池應(yīng)該具備:足夠能量密度,才能跑更遠的路程;足夠的功率密度,車才能加速快、能爬坡;能量補充速度快,充電或者換電都要迅速;成本低廉,使用壽命和價格綜合起來有競爭力。
那么,現(xiàn)在究竟哪種電池靠譜,可急電動汽車所需?
防腐蝕的鋁-空氣電池
據(jù)業(yè)內(nèi)人士稱,鋁-空氣電池幾乎可以和汽油相媲美,而且它比鋰離子電池更輕、更便宜,不過存在一個大問題——腐蝕。
若不使用鋰離子電池一個月,它們會損失5%的電量,而鋁-空氣電池由于鋁受到腐蝕的因素,會損失掉80%電量。
據(jù)近日外媒報道,一個研究小組在《科學(xué)》上發(fā)表論文聲稱已找到解決辦法。其研制的鋁-空氣電池在一個月內(nèi)只損失0.02%的電量,獲得千倍以上的改進。
怎么做到的?據(jù)介紹,研究人員在電池的陽極和陰極之間設(shè)置了一層薄膜,當(dāng)電池使用時里面會充滿電解液。一旦電池處于待機狀態(tài),最靠近鋁的一側(cè)會被油沖洗,從而油起到保護鋁的作用。當(dāng)需要再次使用電池時,電解液則取代油。由于鋁在水里會排斥油,所以不會有油留在水里。
在測試中,研究人員模擬現(xiàn)實中的應(yīng)用,先是使用研發(fā)出的電池一小部分電量,然后靜置一兩天時間,然后再重復(fù)使用,結(jié)果電池持續(xù)工作了24天,比以往的鋁-空氣電池多8倍。
這是否意味著,未來幾年內(nèi)鋁-空氣電池會取代鋰電池呢?
“不會。”業(yè)內(nèi)從事鋁-空氣電池研究人員楊維謙答道。他解釋道,因為目前鋁-空氣電池仍有很多關(guān)鍵問題尚待解決,例如,動力電池需要功率較高,而功率是鋁-空電池的弱項,特別是加速、爬坡性能跟不上。另外,它的負載裝置較多,如通風(fēng)、散熱、電解液循環(huán)等裝置,這些若都放置車上,會帶來很大負擔(dān),因此,一般適合將其放在基站做靜態(tài)電池,在續(xù)航中作為備用。
據(jù)介紹,美鋁加拿大公司和以色列公司Phinergy,曾展示用100公斤重的鋁空氣電池儲存了可行駛3000公里的足夠電量。使用這種電池的汽車仍需保留鋰電子電池,鋁-空氣電池只在鋰電池電量耗盡后才啟動。
零污染的氫燃料電池
11月7日,由國家新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新中心在廣東佛山南海區(qū)主辦的2018NEVTIR-FC新能源汽車技術(shù)(燃料電池)創(chuàng)新拉力賽上,呈現(xiàn)出在氫能源燃料電池方面取得的多項技術(shù)成果,刷新了人們對燃料電池發(fā)展的認知。
我們知道,氫氣和氧氣燃燒會生成水,達到零污染。而且,作為周期表第一元素,氫元素取之不盡用之不竭。就憑此點,讓現(xiàn)在世界上很多國家十分青睞發(fā)展氫燃料電池。
與會專家介紹,相對于其他電池,氫燃料電池最大的優(yōu)勢是能量密度極高,實驗室可做到3千瓦時/公斤,比其他類型的電池都高很多。用于汽車可以更小的體積和重量,提供更長時間的續(xù)航。
以現(xiàn)代NEXO為例,其只需要3-5分鐘即能充滿電量,大大提高用車效率。更重要的是,在續(xù)航里程上,氫燃料續(xù)航里程普遍能達到500km+,現(xiàn)代NEXO已能達到609km,甚至比一些同級的傳統(tǒng)燃油車出色。
而且,燃料電池使用成本有優(yōu)勢。以豐田Mirai為例,其使用的是“電解質(zhì)薄膜”燃料電池技術(shù),即利用氫氣跟氧氣化學(xué)反應(yīng)過程中的電荷轉(zhuǎn)移來形成電流,除了催化劑使用鉑金外,無任何消耗物,鉑金本身也不損耗。
凡事沒有十全十美,氫燃料電池也存在有待解決的問題,專家指出,首先是價格,氫燃料電池的核心零件是質(zhì)子交換膜和鉑催化劑,非常昂貴的材料,造成氫燃料電池普及困難;其次是燃料的來源和儲存,氫燃料電池需要氫氣,而氫氣本身的制造、運輸、儲存及加注都極為不便,成本又很高,危險還很大,技術(shù)成熟度較低。
特斯拉CEO“給力哥”馬斯克曾表示:“就算從理論上實現(xiàn)燃料電池的最佳性能,也無法同今天的鋰離子電池抗衡。”顯然,氫燃料電池進入應(yīng)用階段還有很長的路要走。
實用化的鋰電池
就目前而言,哪種電池實用?
綜上所述,業(yè)內(nèi)人士表示,電動車將來的趨勢是使用純電池或者氫動力,而目前大容量電池的充電速度問題還是個瓶頸,普及尚需要時間。
眼下的解決方案是油電混合的方式,即汽油加上電力作為能源。未來幾年,隨著鋰電池價格的進一步下降和容量的進一步提升,電動車、插電混合動力車會越來越便宜,性能會越來越好。讓我們拭目以待吧。
















