锌空气电池电动汽车
❶ 想买个经久耐用的电瓶车,不知道那种好
大阳 雅迪 很多大牌子的
电瓶车[diàn píng chē]
科普中国 | 本词条由“科普中国”科学网络词条编写与应用工作项目审核
审阅专家 江长胜
电瓶车我们又称为“电动车”,它是由蓄电池(电瓶)提供电能,由电动机(直流、交流,串励、他励)驱动的纯电动机动车辆。近年来,在我国得到了非常广泛的普及。
国内的电瓶车主要用于观光载客、治安巡逻、搬运货物之用,电动观光车的主要用途是在公园、景区、休闲度假村、大学、医院、高尔夫球场、房地产公司等场所用作载客,电动巡逻车主要用途是在车站广场、人流密集场所进行治安巡逻,电动搬运车的主要用途是在工厂、港口码头、物流库房等。电动环卫车主要用途是用于清理场地、清洗路面、转运垃圾等使用。电瓶车使用寿命一般为8至12年,其蓄电池使用寿命一般为1-4年(视使用维护情况)
中文名
电瓶车
外文名
electromobile
所属学科
生活
所属领域
交通
属性
工具
快速
导航
发展现状研究国内前景发展展望选购问题充电操作规程续行里程效率保养方法延长寿命保养支招判断分析配置选购方法注意事项
发展简史
电瓶车发展历史:源于19世纪80年代,用作私人轿车、载重卡车和城市公共交通车。电瓶车的低速度、充电里程有限并不是缺点,而其无噪音、维修费低等优点使其得以普及。1920年之前,电瓶车一直在和汽油车竞争,后来电瓶车开始减少,因为电动启动器使汽油动力车变得更具吸引力,加上大量生产使汽油车成本降低。在欧洲,电动车一直被用作短程货运车。从70年代开始,各国又重新对电动车产生兴趣,尤其是受到不应依赖外国石油和环境问题影响,导致一再改进电瓶车速度和行驶距离。随着汽车能源与污染问题不断受到人们关注,电瓶车技术的不断改进、用途的不断扩展,未来电瓶车发展前景光明。
共12张
电动观光车
发展现状
二十一世纪的发展,可谓是“呼唤绿色环保”的时代,不但要求人们注重节约能源,更重要的是要求人们更加注重居住环境和绿色环保,以实现社会的可持续发展。电动车是世界上唯一能达到零排放的机动车。由于环保的要求,加之新材料和新技术的发展,电动车进入了快速发展期。
共11张
2013年第十二届全运会电瓶车
中国的石油资源比较贫乏,燃油与尾气的排放污染又是未来大中城市大气污染的主要污染源。为此,中国发展电动车辆无疑是未来发展的必然趋势,也是符合绿色环保革命的需求,因为电动车辆环保、低能耗,它是绿色环保、净化空气污染的最好交通产物,如何给广大人民群众提供一个良好的生态环境,使其身心健康、拥有美好的居住环境,电动车产业的发展正是适应了这种趋势,更是一种社会可持续发展的工具。
电动车作为绿色交通工具,将在21世纪给人类社会带来巨大的变化。顺应当前国际科技发展的大趋势,将电动车作为中国进入21世纪汽车工业的切入点,不仅是实现中国汽车工业技术跨越式发展的战略抉择,同时也是实现中国汽车工业可持续发展的重要选择。
2013年第十二届全运会召开,全运村组委会选择了跃进紫金(天津)电动车有限公司提供的电瓶车为全运村做交通保障服务。响应了全运会“绿色环保,节能减排”的环保理念。由此可见,电瓶车在国内为环境保护做贡献的同时,也顺应了当前发展的趋势。
研究
中国电动车研究已取得阶段性成果,完成了概念车车身设计构想书及界面设计,电池方面正在组织开发镍氢电池、锂离子电池、锌空气电池、燃料电池,有望取得突破。电动车的标准体系已经编制完成,同时建立了有关电动车的数据库。电动车项目的国际合作正在按计划进行。
国内前景
根据国内市场状况和政府对电动车行业所持的态度,可以预见电国内电动车行业前景十分光明。
电瓶车
为维护中国能源安全,改善大气环境,提高加入WTO后中国汽车工业的竞争力,科技部在"十五"国家863计划中,特别设立电动车重大专项。专项将从国家汽车产业发展战略的高度出发,选择新一代电动车技术作为中国汽车科技创新的主攻方向,组织企业、高等院校和科研机构,以官、产、学、研四位一体的方式,联合进行攻关。计划在"十五" 期间,促进中国符合市场经济发展要求的研发体系、机制和人才队伍的形成,以电动车的产业化技术平台为工作重点,力争在电动车关键单元技术、系统集成技术及整车技术上取得重大突破,集中有限资源抢占新一代电动车制高点,促进中国汽车工业实现跨越式发展。
具体任务是推动纯电动汽车在特定区域的商业化运作;建立燃料电池汽车产品技术平台;实现混合动力电动汽车的批量生产,开发的产品通过国家汽车产品型式认证。同时,完善国家电动车示范区和相关电动车检测基地的建设;研究、制定促进电动车产业化的政策、法规和相关标准,完善相关基础设施的建设;支持北京绿色奥运车辆的研发和应用示范。为中国在5-10年内实现电动车的产业化奠定技术基础。
在电动车共性关键技术上,建立中国电动车整车的网络、总成及通讯协议规程,开发电动车基本车辆控制器模块,发展带有电子管理系统的高性能动力蓄电池组和具有数字控制系统的电机驱动系统,形成中国电动车零部件工业基础。
全国政协副主席、中国工程院院长徐匡迪曾在“十五”电动车重大科技专项的验收会上,对于电动车的应用前景表示,在特大型城市、机动车密集的区域、自然生态保护区以及旅游观光景区等领域,电动车将会因为政策上的鼓励得到普及应用。
科技部部长徐冠华说,中国发展电动车非常紧迫和重要,中国车工业有跨越式发展的可能,所以要坚定不移地发展电动车。科技部将进一步加大对电动车专项的支持力度。
中国发展电动车具有独特的有利条件。其中,一个非常重要的因素是市场。中国人口众多,具有世界最庞大的客运交通市场,因此也具有世界最庞大的电动观光车、电动小轿车市场,这为中国电动车技术的发展创造了特殊的市场有利条件。
另外,大力发展电动车是从根本上缓解乃至消除中国石油危机的重要途径之一。在中国的石油消费中,交通运输业用油增长最为迅速。而中国已经成为继美国之后的第二大能源消费大国和第五大石油进口国,石油进口依存度已达40%。美伊战争再次敲响中国石油安全问题的警钟
❷ 怎么证实锌空气电池中氧化锌的生成
锌空气电池(英语:Zinc-Air Fuel Cell)(不可充电的)和锌空气燃料电池(可再充电的)是一类结构特殊的品种。阳极(负极)采用了锌合金。而阴极(正极)材料,则是空气中的氧。在储存时一般保持密封,所以基本上没有自放电,但一旦使用就会持续释放。又称锌氧电池,有时也被称为锌空电池。因为正极(阴极)是直接利用空气,相对来看能量密度算是高的,其大小尺寸从助听器里面的纽扣电池,到从前使用水银电池的电影摄像机里面的大型电池,到电动汽车的很大型的电池提供动力。
电池构造 编辑
成糊状的锌粉在阳极端,起催化作用的碳在阴极。电池壳体上的孔可让空气中的氧进入腔体附著在阴极的碳上。同时,阳极的锌被氧化,这与小型银氧或汞氧电池的化学反应类似。
阴极——是起催化作用的碳从空气中吸收氧。
阳极——是锌粉和电解液的混合物,成糊状。
电解液——高浓度的氢氧化钾水溶液。
隔离层——用於隔离两级间固体粉粒的移动。
绝缘和密封衬垫——尼龙材料。
电池外表面——镍金属外壳,具有良好的防腐性的导体。
原理 编辑
以下是锌空气电池的化学方程式:[2]
阳极: 2Zn + 4OH– 2Zn(OH)2 + 4e–
阴极: O2 + 2H2O + 4e– 4OH–
综合: 2Zn + O2 2ZnO
通常这种反映产生的电压是1.4伏,但放电电流和放电深度可引起电压变化。空气必须能不间断地进入到阴极,在阴极壳体上开有小孔以便氧气源源不断地进入才能使电池产生化学反应
❸ 电动汽车的标准配置具体指的是哪些方面
电动汽车的标准配置是说只有电机电池,其余的空调 方向助力 刹车助力没有的
❹ 特斯拉纯电动汽车的电池容量多大的
特斯拉电池容量为80kWh,电池组板由7104节18650锂电池组成,特斯拉电池组板看似非常高大上。其电池组板由16组电池组串联而成,并且每组电池组由444节锂电池,每74节并联形成。
特斯拉电池整体更换需要人民币十七万左右:
1、特斯拉单位电池由十几个小包组成,每个小包又由七十多块电池组成。小包里的电池模块,人民币2000元左右。特斯拉电池寿命;
2、特斯拉汽车电池容量一般在15—60kwh之间。容量大小直接影响输出的最大电流和工作持续时间,即大容量电池可以释放较大的电流值,或者是同样的负载持续工作时间更长;
3、电池容量越大越好,大容量电池只要电压稳定,不超标,大容量电瓶只要电压稳定,但会影响电池寿命,汽车电池容量过大或过小都不好;
❺ 锌空气电池与其他废弃电池放在一起后该怎么办
锌电池电压和锂电池相比较低,结果就是能量密度达不到,在电子设备和电动汽车领悟很难应用,储能方面可能会有潜力。但是,锌也有枝晶问题,存在安全风险。放在一起后如果不是高温条件下不会有什么问题,最好是分开放
❻ 空气电池的空气电池的分类
锌空气电池( zinc air battery),用活性炭吸附空气中的氧或纯氧作为正极活性物质,以锌为负极,以氯化铵或苛性碱溶液为电解质的一种原电池。又称锌氧电池。分为中性和碱性两个体系的锌空气电池,分别用字母A和P表示,其后再用数字表示电池的型号。
锌空气电池的充电过程进行得十分缓慢,为解决这一问题,通常锌空气电池 的负极锌板或锌粒,被氧化成氧化锌而失效后,一般采用直接更换锌板或锌粒和电解质的方法,使锌空气电到完全更新。放电时正、负极和总反应的化学方程式为:
负极:Zn+2OHˉ=ZnO+H2O+2eˉ
正极:0.5O2+H2O+2eˉ=2OHˉ
总反应:2Zn+O2=2ZnO
现在锌锰电池中用含铂的多孔性炭电极代替二氧化锰炭包,开发了锌空气干电池的技术。
锌空气电池主要有4种类型:
①中性锌空气电池:结构与锌锰圆筒形电池的类同,也采用氯化铵与氯化锌为电解质,只是在炭包中以活性炭代替了二氧化锰,并在盖上或周围留有通气孔,在使用时打开;
②纽扣式锌空气电池:结构与锌银扣式电池基本相同,但在正极外壳上留有小孔,使用时可打开;
③低功率大荷电量的锌空气湿电池:将烧结或粘接式活性炭电极和板状锌电极组合成电极组浸入盛有氢氧化钠溶液的容器中;
④高功率锌空气电池:一般是将薄片状粘结式活性炭电极装在电池外壁上,将锌粉电极装在电池中间,两者之间用吸液的隔膜隔离,上口装有注液塞。使用时注入氢氧化钾溶液。这种电池便于携带。低功率锌空气湿电池和高功率锌空气电池属于临时激活型,活性炭电极能反复使用,因而电池在耗尽电荷量以后,只要更换锌电极和碱液,就可重复使用。 大容量锂-空气电池并非新概念,至今都未普及原因是它存在致命缺陷,日本的研究院克服了这个困难,但要想实现商用,可能还需要10年。
减碳,对于人类福祉来说,绝对不是离谱的要求,但对于全球汽车业来说,却是一件困难的事情。
众所周知,锂离子电池广泛用于手机和笔记本电脑等,目前也已经是下一代充电式混合动力车和电动车的理想之选。它比其它汽车电池的密度更高、电量更充足,但也更贵,受制于电池容量,充电后的行驶距离仍不够远。即将于2010年上市的雪佛兰Volt混合动力汽车如果仅仅使用电池,只能行驶40公里。
尽管仍有改进的空间,但锂离子电池的潜力依然有限。普遍认为,要实现电动汽车的普及,能源密度需达到目前的约6~7倍。于是,理论上能源密度远远大于锂离子电池的金属锂空气电池备受关注。虽然仍使用有机溶媒,但它却以全新的构成极大提高电池的能量密度。
锂-空气电池并非新概念。由于在正极上使用空气中的氧作为活性物质,理论上正极的容量密度是无限的,可加大容量。另外,如果负极使用金属锂,理论容量会比锂离子充电电池提高一位数。
但是,为什么锂-空气电池至今都未普及?原因是它存在致命缺陷,即固体反应生成物氧化锂(Li2O)会在正极堆积,使电解液与空气的接触被阻断,从而导致放电停止。
2009年2月,日本产业技术综合研究所能源技术研究部门能源界面技术研究小组组长周豪慎和日本学术振兴会(JSPS)外籍特别研究员王永刚共同开发出了新构造的大容量锂空气电池。
他们通过将电解液分成两种来解决上述问题。在负极(金属锂)一侧使用有机电解液,在正极(空气)一侧使用水性电解液。在两种电解液之间设置只有锂离子穿过的固体电解质膜,将两者隔开。这样便可防止电解液混合,并促进电池发生反应。
负极用电解液组合使用的是含有锂盐的有机电解液。虽然不能弃用有机溶媒,但却限定了使用方法。正极用水性电解液使用碱性水溶性凝胶,与微细化后的碳和低价氧化物催化剂形成的正极组合。
在锂-空气电池中,由于放电反应生成的并非是固体的Li2O,而是容易溶解在水性电解液中的LiOH(氢氧化锂)。氧化锂在空气电极堆积后,不会导致工作停止。水及氮等也不会穿过固体电解质的隔壁,因此不存在与负极的锂金属发生反应的危险。而且,在充电时,如果配置充电专用的正极,还可防止充导电致空气电极的腐蚀和老化。
实验证明,以0.1A/g的放电率进行放电时,放电容量约为9000mAh/g,而以前的锂-空气电池的放电容量仅为700~3000mAh/g,可以说实现了容量的大幅增加。
另外,如果使用水溶液取代水溶性凝胶,便可在空气中以0.1A/g的放电率连续放电20天,其放电容量约为5万mAh/g(空气极的单位质量),比原来高一位数。由于金属锂电池的容量原本就比锂离子电池高一位数,因此该数值共比锂离子充电电池高两位数。
现在,由于水溶液的性能较高,而在易用性上凝胶更为出色,科学家们今后需要考虑决定究竟对这两者中的哪一个进行开发。
了解到,这种技术还可考虑与单纯的充电电池不同的使用方法。如果不对电池进行充电,而是通过汽车底座更换正极的水性电解液,以卡盒等方式补给负极的金属锂,汽车便可实现无需充电等待时间,立即行驶。
而且,通过回收用过的水性电解液,以电气方式重新生成金属锂,还可继续作为电池负极燃料循环使用,避免产生其他污染。锂-空气电池可以说是以金属锂为燃料的新型燃料电池。
科学家认为,锂空气电池的性能是锂离子电池的10倍,可以提供与汽油同等的能量。锂空气电池从空气中吸收氧气充电,因此这种电池可以更小、更轻。全球不少实验室都在研究这种技术,但如果没有重大突破,要想实现商用可能还需要10年。 铝空气电池,顾名思义就是以铝与空气作为电池材料的一种新型电池。它是一种无污染、长效、稳定可靠的电源,是一款对环境十分友好的电池。电池的结构以及使用的原材料可根据不同实用环境和要求而变动,具有很大的适应性,既能用于陆地也能用于深海,既可做动力电池,又能作长寿命高比能的信号电池,是一款十分强大的电池,有很广阔的应用前景。
铝空气电池的化学反应与锌空气电池类似,铝空气电池以高纯度铝Al(含铝99.99%)为正极、氧为负极,以氢氧化钾(KOH)和氢氧化钠(NaOH)水溶液为电解质。铝摄取空气中的氧,在电池放电时产生化学反应,铝和氧作用转化为氧化铝。铝空气电池的进展十分迅速,它在EV上的应用已取得良好效果,是一种很有发展前途的空气电池。
铝空气电池的特点:
1、比能量大
铝空气电池的实际比能量只达到350~400Wh/kg,这数值还不及它理论值的5%。但就是这5%不到的比能量也是铅酸电池的7~8倍、镍氢电池的5.8倍、锂电池的2.3倍。
若采用铝空气电池的电动车,续驶里程明显地提高。国外有关资料介绍,美国加利福尼亚州在使用铝空气电池的电动汽车上,有过只更换一次铝电极续驶里程达1600km的记录。
2、质量轻
我国开发和研制的牵引用动力型铅酸蓄电池的总能量为13.5kWh,总质量为375kg。而同样能量的铝空气电池总质量仅45kg,为铅酸蓄电池质量的12%。由于电池质量大大减轻,车辆的整备质量也降低,可以提高车辆的装载能量或延长续驶里程。
3、铝没有毒性和危险性
铝对人体不会造成伤害,可以回收循环使用,不污染环境。铝的原材料丰富,已具有大规模的铝冶炼厂,生产成本较低。铝回收再生方便,回收再生成本也较低。而且可以采用更换铝电极的方法,来解决铝空气电池充电较慢的问题。
正如所有的事物有其优秀的一面也有不足的一方一样,铝空气电池也有不足之处。
虽然它含有高的比能量,但比功率较低,充电和放电速度比较缓慢,电压滞后,自放电率较大,需要采用热管理系统来防止铝空气电池工作时的过热。
❼ 电动车电瓶有几种
电动车电瓶一般有3种。48V12AH 48V20AH的电瓶比较好,一般电动车的电瓶是不能通用的,电瓶大概2年左右换一次。
❽ 锂电池和钎锌电池那个好
锌空气电池的发明已有100多年的历史,最早是应用于铁路信号灯等电源之上。与传统电池相比,锌空气电池最大的特点就是绿色环保。由于电池工作过程中,负极上的锌仅与电解液中的OH-和空气中的氧气相接触而发生化学反应,所以在整个放电过程中,并不会产生任何污染大气的物质。
此外,锌空气电池还以能量密度著称,其每公斤发电量能够达到0.3KWH,较锂电池高出一倍。也就是说,虽然重量只有锂电池的一半,但锌空气电池的续航里程却是锂电池的两倍之多,且蓄电量的增大,也不会使锌空气电池更易爆炸。而由于仅使用空气中的氧及价格相对低廉的锌,锌空气电池的成本也降了下来,据悉其量产后的售价仅为锂电池的1/3。
❾ 特斯拉汽车除了总电池组还有没有别的电池
以上是我零零碎碎的收集的特斯拉的信息,关于电池部分信息如下,能够回答你的问题。 顶配的85kW Model S使用了接近7000块松下NCR 18650 3100mah电池,对电池两次分组,做串并联。设置传感器,感知每块电池的工作状态和温度情况,由电池控制系统...
特斯拉走的不是传统车企的路子,所以它跟其他汽车,包括纯电动汽车有许多不同。 1、特斯拉的背景是硅谷,所以他们在汽车研发上没有受到传统车厂思路和供应链上的限制,特别是在汽车电子的应用上更大胆和前卫。 2、技术的角度说,国内的纯电动车...
特斯拉的18650电池很可能命不长久。国外正在研究的电池有锂硫电池、锂空气电池,适用于换电的有锌空气电池、铝空气电池,锂硫电池的能量密度可达2600Wh/kg,锂空气电池的能量密度可达3500Wh/kg,铝空气电池的理论能量密度为8100Wh/Kg。特斯拉推...
电能的
特斯拉的动力是电池组,引擎是电动机,一张图片可以很清晰的反映出它的动力系统。 ● 关于电池: 特斯拉采用的电池是我们常见的18650锂电池,也就是普通笔记本电池的电芯。这些电池是松下为特斯拉而特制的,型号为18650NCA,单颗容量在3100mah。...
TESLA电动车的电池采用了松下提供的NCA系列(镍钴铝体系)18650钴酸锂电池,单颗电池容量为3100毫安时 500公里单次
❿ 怎样做空气电池
化学电池的一种。构造原理与干电池相似,所不同的只是它的氧化剂取自空气中的氧。例如有一种空气电池,以锌为阳极,以氢氧化钠为电解液,而阴极是多孔的活性炭,因此能吸附空气中的氧以代替一般干电池中的氧化剂(二氧化锰)。
应用:未来用于海上指示灯、应急灯等
锌空气电池锌空气电池( zinc air battery),用活性炭吸附空气中的氧或纯氧作为正极活性物质,以锌为负极,以氯化铵或苛性碱溶液为电解质的一种原电池。又称锌氧电池。分为中性和碱性两个体系的锌空气电池,分别用字母A和P表示,其后再用数字表示电池的型号。
锌空气电池都充电过程进行得十分缓慢,为解决这一问题,通常锌空气电池 的负极锌板或锌粒,被氧化成氧化锌而失效后,一般采用直接更换锌板或锌粒和电解质的方法,使锌空气电到完全更新。放电时正、负极和总反应的化学方程式为:
负极:Zn+2OHˉ=ZnO+H2O+2eˉ
正极:0.5O2+H2O+2eˉ=2OHˉ
总反应:2Zn+O2=2ZnO
现在锌锰电池中用含铂的多孔性炭电极代替二氧化锰炭包,开发了锌空气干电池的技术。
锌空气电池主要有4种类型:
①中性锌空气电池:结构与锌锰圆筒形电池的类同,也采用氯化铵与氯化锌为电解质,只是在炭包中以活性炭代替了二氧化锰,并在盖上或周围留有通气孔,在使用时打开;
②纽扣式锌空气电池:结构与锌银扣式电池基本相同,但在正极外壳上留有小孔,使用时可打开;
③低功率大荷电量的锌空气湿电池:将烧结或粘接式活性炭电极和板状锌电极组合成电极组浸入盛有氢氧化钠溶液的容器中;
④高功率锌空气电池:一般是将薄片状粘结式活性炭电极装在电池外壁上,将锌粉电极装在电池中间,两者之间用吸液的隔膜隔离,上口装有注液塞。使用时注入氢氧化钾溶液。这种电池便于携带。低功率锌空气湿电池和高功率锌空气电池属于临时激活型,活性炭电极能反复使用,因而电池在耗尽电荷量以后,只要更换锌电极和碱液,就可重复使用。[1]锂空气电池大容量锂-空气电池并非新概念,至今都未普及原因是它存在致命缺陷,日本的研究院克服了这个困难,但要想实现商用,可能还需要10年。
减碳,对于人类福祉来说,绝对不是离谱的要求,但对于全球汽车业来说,却是一件困难的事情。
众所周知,锂离子电池广泛用于手机和笔记本电脑等,目前也已经是下一代充电式混合动力车和电动车的理想之选。它比其它汽车电池的密度更高、电量更充足,但也更贵,受制于电池容量,充电后的行驶距离仍不够远。即将于2010年上市的雪佛兰Volt混合动力汽车如果仅仅使用电池,只能行驶40公里。
尽管仍有改进的空间,但锂离子电池的潜力依然有限。普遍认为,要实现电动汽车的普及,能源密度需达到目前的约6~7倍。于是,理论上能源密度远远大于锂离子电池的金属锂空气电池备受关注。虽然仍使用有机溶媒,但它却以全新的构成极大提高电池的能量密度。
锂-空气电池并非新概念。由于在正极上使用空气中的氧作为活性物质,理论上正极的容量密度是无限的,可加大容量。另外,如果负极使用金属锂,理论容量会比锂离子充电电池提高一位数。
但是,为什么锂-空气电池至今都未普及?原因是它存在致命缺陷,即固体反应生成物氧化锂(Li2O)会在正极堆积,使电解液与空气的接触被阻断,从而导致放电停止。
2009年2月,日本产业技术综合研究所能源技术研究部门能源界面技术研究小组组长周豪慎和日本学术振兴会(JSPS)外籍特别研究员王永刚共同开发出了新构造的大容量锂空气电池。
他们通过将电解液分成两种来解决上述问题。在负极(金属锂)一侧使用有机电解液,在正极(空气)一侧使用水性电解液。在两种电解液之间设置只有锂离子穿过的固体电解质膜,将两者隔开。这样便可防止电解液混合,并促进电池发生反应。
负极用电解液组合使用的是含有锂盐的有机电解液。虽然不能弃用有机溶媒,但却限定了使用方法。正极用水性电解液使用碱性水溶性凝胶,与微细化后的碳和低价氧化物催化剂形成的正极组合。
在锂-空气电池中,由于放电反应生成的并非是固体的Li2O,而是容易溶解在水性电解液中的LiOH(氢氧化锂)。氧化锂在空气电极堆积后,不会导致工作停止。水及氮等也不会穿过固体电解质的隔壁,因此不存在与负极的锂金属发生反应的危险。而且,在充电时,如果配置充电专用的正极,还可防止充导电致空气电极的腐蚀和老化。
实验证明,以0.1A/g的放电率进行放电时,放电容量约为9000mAh/g,而以前的锂-空气电池的放电容量仅为700~3000mAh/g,可以说实现了容量的大幅增加。
另外,如果使用水溶液取代水溶性凝胶,便可在空气中以0.1A/g的放电率连续放电20天,其放电容量约为5万mAh/g(空气极的单位质量),比原来高一位数。由于金属锂电池的容量原本就比锂离子电池高一位数,因此该数值共比锂离子充电电池高两位数。
现在,由于水溶液的性能较高,而在易用性上凝胶更为出色,科学家们今后需要考虑决定究竟对这两者中的哪一个进行开发。
了解到,这种技术还可考虑与单纯的充电电池不同的使用方法。如果不对电池进行充电,而是通过汽车底座更换正极的水性电解液,以卡盒等方式补给负极的金属锂,汽车便可实现无需充电等待时间,立即行驶。
而且,通过回收用过的水性电解液,以电气方式重新生成金属锂,还可继续作为电池负极燃料循环使用,避免产生其他污染。锂-空气电池可以说是以金属锂为燃料的新型燃料电池。
科学家认为,锂空气电池的性能是锂离子电池的10倍,可以提供与汽油同等的能量。锂空气电池从空气中吸收氧气充电,因此这种电池可以更小、更轻。全球不少实验室都在研究这种技术,但如果没有重大突破,要想实现商用可能还需要10年。[2]铝空气电池铝空气电池,顾名思义就是以铝与空气作为电池材料的一种新型电池。它的一种无污染、长效、稳定可靠的电源,是一款对环境十分友好的电池。电池的结构以及使用的原材料可根据不同实用环境和要求而变动,具有很大的适应性,既能用于陆地也能用于深海,既可做动力电池,又能作长寿命高比能的信号电池,是一款十分强大的电池,有很广阔的应用前景。
铝空气电池的化学反应与锌空气电池类似,铝空气电池以高纯度铝Al(含铝99.99%)为正极、氧为负极,以氢氧化钾(KOH)和氢氧化钠(NaOH)水溶液为电解质。铝摄取空气中的氧,在电池放电时产生化学反应,铝和氧作用转化为氧化铝。铝空气电池的进展十分迅速,它在EV上的应用已取得良好效果,是一种很有发展前途的空气电池。
铝空气电池的特点:
1、比能量大
铝空气电池的实际比能量只达到350~400Wh/kg,这数值还不及它理论值的5%。但就是这5%不到的比能量也是铅酸电池的7~8倍、镍氢电池的5.8倍、锂电池的2.3倍。
若采用铝空气电池的电动车,续驶里程明显地提高。国外有关资料介绍,美国加利福尼亚州在使用铝空气电池的电动汽车上,有过只更换一次铝电极续驶里程达1600km的记录。
2、质量轻
我国开发和研制的牵引用动力型铅酸蓄电池的总能量为13.5kWh,总质量为375kg。而同样能量的铝空气电池总质量仅45kg,为铅酸蓄电池质量的12%。由于电池质量大大减轻,车辆的整备质量也降低,可以提高车辆的装载能量或延长续驶里程。
3、铝没有毒性和危险性
铝对人体不会造成伤害,可以回收循环使用,不污染环境。铝的原材料丰富,已具有大规模的铝冶炼厂,生产成本较低。铝回收再生方便,回收再生成本也较低。而且可以采用更换铝电极的方法,来解决铝空气电池充电较慢的问题。
正如所有的事物有其优秀的一面也有不足的一方一样,铝空气电池也有不足之处。
虽然它含有高的比能量,但比功率较低,充电和放电速度比较缓慢,电压滞后,自放电率较大,需要采用热管理系统来防止铝空气电池工作时的过热。