中國電動汽車電池技術(shù)研發(fā)與市場現(xiàn)狀

6．原料充足：鋁是地球上含量最豐富的金屬元素，價格低。全球鋁的工業(yè)儲量超過250億噸，可滿足汽車工業(yè)電動車動力電池的需求。

鋁空氣電池研究的核心技術(shù)包括：鋁合金電極的制備，陽極腐蝕與鈍化的研究；空氣擴(kuò)散電極的制備及氧還原催化材料的研究；電解液的制備與處理系統(tǒng)研究，抑制陽極腐蝕，減少極化，提高電池效率；電解液循環(huán)系統(tǒng)、空氣流通保障系統(tǒng)和電池組熱管理系統(tǒng)；采用機(jī)械式充電，合金陽極放電后機(jī)械更換新陽極，放電產(chǎn)物和電解液集中再生處理，循環(huán)使用。

據(jù)唐有根介紹，中南大學(xué)與中國至德集團(tuán)已推出電動車鋁空氣電池，能量密度達(dá)到350Wh/Kg以上，電池實(shí)現(xiàn)了集成化，容量達(dá)到5000Ah以上，可進(jìn)入市場商用。

鋁空氣電池的實(shí)際應(yīng)用成本包括：鋁空氣電池消耗1kg鋁可以產(chǎn)生3.6~4.8度直流電，相當(dāng)于1.5~2.0升柴油的驅(qū)駛能量。還原1kg鋁要消耗12度電，電網(wǎng)低谷電成本約12x0.30=3.6元，鋁還原前后物流成本0.3元/1kg，還原設(shè)備折舊和操作費(fèi)用0.3元/1kg，總成本4.2元。替代1升柴油的成本約2.1~3.1元，降低50%以上。

鋅空氣電池

博信電池已開發(fā)的鋅空氣電池功率密度為101.4W/kg，目前電力燃料電池為90.9W/kg，前者高出后者11.6%；鋅空氣電池能量密度為218.4Wh/kg，電力燃料電池為197.7Wh/kg，前者高出后者10.5%。

鋅空氣電池具有低碳、減排的特點(diǎn)：3.5噸鋅燃料的能量約與1噸柴油的相當(dāng)，2145Kwh網(wǎng)電可生產(chǎn)1噸鋅燃料。2010年，中國將消耗柴油1.4億噸，汽油消耗0.63億噸。如其中的50%用鋅燃料取代，可以減排317850000 噸CO2，11390000噸CO，1680000噸HC，1140500噸NOx。

楊德謙在分析鋁/鎂空氣電池、氫氧燃料電池、鋰空氣電池時指出，鋁/鎂空氣電池必須解決下列兩個難題才有希望用于電動車：功率密度要提高5倍；消除鋁/鎂再循環(huán)的污染，并大幅降低材料制備過程中所用的能耗。

氫氧燃料電池存在著下述問題，氫的電解生產(chǎn)耗能過高；氫的車輛輸送量少且危險，如用管道輸送，滲漏可達(dá)40%；車上儲氫罐中的氫目前只占罐體質(zhì)量的3~5%；現(xiàn)在還找不到真正能取代鉑的催化劑。

例如，梅賽德斯-奔馳Citaro氫氧燃料電池車百公里消耗17.0氫氣，電解每公斤燃料耗電64~72kWh，換算為百公里耗電1091~1227kWh。因此，需要大幅降低制氫的能耗。

以上問題解決之前，氫氧燃料電池似乎不可能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。另外，美、加兩國已經(jīng)停止車用氫氧燃料電池的研發(fā)。

鋰空氣電池目前尚處于初期階段的研究，需解決的問題包括：防止使用兩種電解液的隔膜慢性滲漏；提高有機(jī)電解液的可使用溫度；找到可取代目前使用的金和白金觸媒劑；更換鋰燃料時，如何防止水氣侵入引起爆炸；如何循環(huán)未用完的鋰和氫氧化鋰；如何降低循環(huán)氫氧化鋰的能耗。

綜上所述，他認(rèn)為，鋅空氣電池不是最好的電池，但卻是最現(xiàn)實(shí)可用的電池。