中国电动汽车电池技术研发与市场现状(4)

2011年09月14日 08:26
来源：慧聪汽车配件网

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2．操作简便，使用寿命长：金属电极可以机械更换，电池管理简单，使用寿命只取决于氧电极的工作寿命。

3．电池结构多样：可设计成一次电池或二次电池，金属阳极可以是板式、楔型或膏体，电解液可循环或不循环。

4．循环经济：电池消耗铝、氧和水，生成金属氧化物。后者可采用水、风能、太阳能等可再生能源还原。对于普通小汽车，每100km消耗3kg铝和5L水，再生成本不足10元。

5．绿色环保：无毒、无有害气体，不污染环境。

6．原料充足：铝是地球上含量最丰富的金属元素，价格低。全球铝的工业储量超过250亿吨，可满足汽车工业电动车动力电池的需求。

铝空气电池研究的核心技术包括：铝合金电极的制备，阳极腐蚀与钝化的研究；空气扩散电极的制备及氧还原催化材料的研究；电解液的制备与处理系统研究，抑制阳极腐蚀，减少极化，提高电池效率；电解液循环系统、空气流通保障系统和电池组热管理系统；采用机械式充电，合金阳极放电后机械更换新阳极，放电产物和电解液集中再生处理，循环使用。

据唐有根介绍，中南大学与中国至德集团已推出电动车铝空气电池，能量密度达到350Wh/Kg以上，电池实现了集成化，容量达到5000Ah以上，可进入市场商用。

铝空气电池的实际应用成本包括：铝空气电池消耗1kg铝可以产生3.6~4.8度直流电，相当于1.5~2.0升柴油的驱驶能量。还原1kg铝要消耗12度电，电网低谷电成本约12x0.30=3.6元，铝还原前后物流成本0.3元/1kg，还原设备折旧和操作费用0.3元/1kg，总成本4.2元。替代1升柴油的成本约2.1~3.1元，降低50%以上。

锌空气电池

博信电池已开发的锌空气电池功率密度为101.4W/kg，目前电力燃料电池为90.9W/kg，前者高出后者11.6%；锌空气电池能量密度为218.4Wh/kg，电力燃料电池为197.7Wh/kg，前者高出后者10.5%。

锌空气电池具有低碳、减排的特点：3.5吨锌燃料的能量约与1吨柴油的相当，2145Kwh网电可生产1吨锌燃料。2010年，中国将消耗柴油1.4亿吨，汽油消耗0.63亿吨。如其中的50%用锌燃料取代，可以减排317850000吨CO2，11390000吨CO，1680000吨HC，1140500吨NOx。

杨德谦在分析铝/镁空气电池、氢氧燃料电池、锂空气电池时指出，铝/镁空气电池必须解决下列两个难题才有希望用于电动车：功率密度要提高5倍；消除铝/镁再循环的污染，并大幅降低材料制备过程中所用的能耗。

氢氧燃料电池存在着下述问题，氢的电解生产耗能过高；氢的车辆输送量少且危险，如用管道输送，渗漏可达40%；车上储氢罐中的氢目前只占罐体质量的3~5%；现在还找不到真正能取代铂的催化剂。

例如，梅赛德斯-奔驰Citaro氢氧燃料电池车百公里消耗17.0氢气，电解每公斤燃料耗电64~72kWh，换算为百公里耗电1091~1227kWh。因此，需要大幅降低制氢的能耗。