如何將固定式電池用于固定裝置？這些問題需要解決！
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-28 22:44
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高砂熱工用之前的技術(shù)資料解釋了這個原因。當(dāng)可逆電池被用作水電解槽時，電池內(nèi)必須充滿水，這樣其內(nèi)所產(chǎn)生的氧氣和氫氣會自然向外流出。然而，當(dāng)之后可逆電池被用作FC燃料電池時，為了確保氫氣和氧氣有足夠充分的流路，填充電池的水必須充分排出。就好像水電解過程中是采用魚式呼吸，F(xiàn)C發(fā)電時是采用肺呼吸一樣，切換需要時間。
雖然目前還不清楚是否這一問題會成為商業(yè)化的重大阻礙，但從技術(shù)層面來看這肯定是一個棘手的事情。此外，對于水電解與FC來說最佳催化劑的類型和用量也不同，所以必須選擇能兼顧兩種技能的中間催化劑，而其結(jié)果就是每一個機(jī)能的性能都沒有達(dá)到單功能裝置的同等效果，這可以說是存在的另一個課題。
接近量產(chǎn)化的“MH空氣電池”
a）氫-空氣二次電池的機(jī)理（放電時）
不同于FC二次電池化的開發(fā)目的，還有一個例子是開發(fā)“氫/空氣二次電池”。同志社大學(xué)理工學(xué)院盛満正嗣教授的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)與FDK正在從事這一開發(fā)。
盛滿先生等人所進(jìn)行開發(fā)的研發(fā)與PEFC結(jié)合PEM型水電解設(shè)備有著巨大差異。
由同志社大學(xué)盛滿實(shí)驗(yàn)室與FDK共同開發(fā)的氫/空氣可充電電池概要（a）。使用空氣電極作為正極，氫氧化鉀（KOH）水溶液作為電解液，儲氫合金作為負(fù)極。與燃料電池不同，它不使用氫分子（H2）也不進(jìn)行氫氣填充。由于水溶液是堿性的，因此H+不會從負(fù)極中出來。在充電時，它通過類似于堿性水電解的原理從負(fù)極界面處的水中吸收H+。由于在放電時產(chǎn)生的是H2O，因此與金屬-空氣電池不同，“正電極上不會積聚灰導(dǎo)致窒息”。2Ah的試制電池非常薄，與具有相同容量的LIB電池相比更加緊湊（b）。今后的開發(fā)將基于提高體積能量密度為核心，預(yù)計(jì)其主要應(yīng)用于固定型蓄電池應(yīng)用（c）。
最初，盛滿實(shí)驗(yàn)室預(yù)想是針對Zn空氣電池開發(fā)高性能的空氣極（正極）。但鋅枝晶問題難以解決，所以調(diào)整為通過與對儲氫合金（MH）技術(shù)研發(fā)造詣深厚的FDK共同開發(fā)，來實(shí)現(xiàn)Ni-MH電池商業(yè)化為目標(biāo)。
在該電池中，氫并不包含在MH分子（H2）的形式中。此外，由于電解質(zhì)溶液是堿性的，在H+試圖從MH離開的瞬間，就會遇到OH-離子變成水。
盛滿實(shí)驗(yàn)室通過試制品所確認(rèn)到的電池特性可達(dá)到體積能量密度為900Wh/L，重量能量密度為136Wh/kg，并且按計(jì)劃在2020年3月將更新性能，預(yù)計(jì)在2024年將達(dá)到1500Wh/L和250Wh/kg。另一方面，F(xiàn)DK則證實(shí)了電池在至少500次循環(huán)之前沒有明顯的劣化。“在各種空氣電池中，到目前為止還沒有其他種類電池達(dá)到過類似的循環(huán)壽命”（FDK）。
目前預(yù)計(jì)的應(yīng)用用途是“用于電力系統(tǒng)穩(wěn)定化的固定式蓄電池”（盛滿先生）。考慮到使用MH重量比較重，以及便攜式應(yīng)用領(lǐng)域重量能量密度比較低，水基系電池可實(shí)現(xiàn)大容量及高安全性。另一方面，考慮到車載用途震動劇烈等等情況的話，該產(chǎn)品如果商業(yè)化可能會對固定式電池市場產(chǎn)生較大影響。
雖然目前還不清楚是否這一問題會成為商業(yè)化的重大阻礙，但從技術(shù)層面來看這肯定是一個棘手的事情。此外，對于水電解與FC來說最佳催化劑的類型和用量也不同，所以必須選擇能兼顧兩種技能的中間催化劑，而其結(jié)果就是每一個機(jī)能的性能都沒有達(dá)到單功能裝置的同等效果，這可以說是存在的另一個課題。
接近量產(chǎn)化的“MH空氣電池”
a）氫-空氣二次電池的機(jī)理（放電時）
不同于FC二次電池化的開發(fā)目的，還有一個例子是開發(fā)“氫/空氣二次電池”。同志社大學(xué)理工學(xué)院盛満正嗣教授的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)與FDK正在從事這一開發(fā)。
盛滿先生等人所進(jìn)行開發(fā)的研發(fā)與PEFC結(jié)合PEM型水電解設(shè)備有著巨大差異。
由同志社大學(xué)盛滿實(shí)驗(yàn)室與FDK共同開發(fā)的氫/空氣可充電電池概要（a）。使用空氣電極作為正極，氫氧化鉀（KOH）水溶液作為電解液，儲氫合金作為負(fù)極。與燃料電池不同，它不使用氫分子（H2）也不進(jìn)行氫氣填充。由于水溶液是堿性的，因此H+不會從負(fù)極中出來。在充電時，它通過類似于堿性水電解的原理從負(fù)極界面處的水中吸收H+。由于在放電時產(chǎn)生的是H2O，因此與金屬-空氣電池不同，“正電極上不會積聚灰導(dǎo)致窒息”。2Ah的試制電池非常薄，與具有相同容量的LIB電池相比更加緊湊（b）。今后的開發(fā)將基于提高體積能量密度為核心，預(yù)計(jì)其主要應(yīng)用于固定型蓄電池應(yīng)用（c）。
最初，盛滿實(shí)驗(yàn)室預(yù)想是針對Zn空氣電池開發(fā)高性能的空氣極（正極）。但鋅枝晶問題難以解決，所以調(diào)整為通過與對儲氫合金（MH）技術(shù)研發(fā)造詣深厚的FDK共同開發(fā)，來實(shí)現(xiàn)Ni-MH電池商業(yè)化為目標(biāo)。
在該電池中，氫并不包含在MH分子（H2）的形式中。此外，由于電解質(zhì)溶液是堿性的，在H+試圖從MH離開的瞬間，就會遇到OH-離子變成水。
盛滿實(shí)驗(yàn)室通過試制品所確認(rèn)到的電池特性可達(dá)到體積能量密度為900Wh/L，重量能量密度為136Wh/kg，并且按計(jì)劃在2020年3月將更新性能，預(yù)計(jì)在2024年將達(dá)到1500Wh/L和250Wh/kg。另一方面，F(xiàn)DK則證實(shí)了電池在至少500次循環(huán)之前沒有明顯的劣化。“在各種空氣電池中，到目前為止還沒有其他種類電池達(dá)到過類似的循環(huán)壽命”（FDK）。
目前預(yù)計(jì)的應(yīng)用用途是“用于電力系統(tǒng)穩(wěn)定化的固定式蓄電池”（盛滿先生）。考慮到使用MH重量比較重，以及便攜式應(yīng)用領(lǐng)域重量能量密度比較低，水基系電池可實(shí)現(xiàn)大容量及高安全性。另一方面，考慮到車載用途震動劇烈等等情況的話，該產(chǎn)品如果商業(yè)化可能會對固定式電池市場產(chǎn)生較大影響。
