【電源網(wǎng)】近日，世界上第一個(gè)新型空氣燃料動(dòng)力電池“STAIR”(即“圣安德魯斯空氣”的英文首字母縮寫)在英國(guó)揭開神秘面紗，這種電池的儲(chǔ)電能力是傳統(tǒng)電池的10倍。

日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所公布消息說(shuō)，來(lái)自該所和日本學(xué)術(shù)振興會(huì)的研究人員研發(fā)出一種新型鋰空氣電池，這種無(wú)需充電、放電性能優(yōu)越的燃料動(dòng)力電池將來(lái)可為車輛供應(yīng)動(dòng)力。同時(shí)在我國(guó)，鋅空氣電池和鋁空氣電池已列入研發(fā)范圍。有人認(rèn)為，金屬空氣電池將成為21世紀(jì)理想動(dòng)力源，大有代替鋰離子電池一舉稱霸電池市場(chǎng)的態(tài)勢(shì)。

破解鋰離子電池成本、容量難題

隨著純電動(dòng)汽車、燃料動(dòng)力電池汽車被作為國(guó)家相關(guān)政策的鼓勵(lì)方向，制約它產(chǎn)業(yè)化的電池問題越發(fā)突出。“目前大家看好的鋰離子電池成本太高，容量不大。電動(dòng)汽車如要突破，必須研發(fā)更理想的電池?！苯?，國(guó)內(nèi)某汽車公司新能源汽車研發(fā)部門相關(guān)人士說(shuō)。

金屬空氣電池(metal-airbattery)被寄予厚望。據(jù)了解，這類電池是特殊的燃料動(dòng)力電池，是新一代綠色蓄電池，構(gòu)造原理與干電池相同，所不同的只是它的去極劑取自空氣中的氧。它的制造成本低、無(wú)毒、無(wú)污染、比功率高、比能量高、原材料可回收再生利用，與燃料動(dòng)力電池汽車(FCHV)所用氫燃料動(dòng)力電池相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格十分便宜，并且性能優(yōu)越。

國(guó)家“863”項(xiàng)目一位車用電池專家介紹，目前世界上有若干種金屬空氣電池，包括鋅空氣電池、鋁空氣電池和鋰空氣電池等。他告訴記者，前兩種已經(jīng)進(jìn)入我國(guó)研發(fā)范圍，與產(chǎn)業(yè)化最接近的只有鋅空氣電池。鋅空氣金屬燃料動(dòng)力電池的重要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在，鋅空氣金屬燃料動(dòng)力電池的正極活性物質(zhì)是空氣中的氧氣，不占用電池體積。因此電池內(nèi)部可以攜帶更多的鋅，比能量更高，目前已達(dá)到每千克180瓦時(shí)，作為汽車動(dòng)力鋰電池，續(xù)駛里程長(zhǎng)。鋅空氣金屬燃料動(dòng)力電池中的鋅為循環(huán)使用，對(duì)環(huán)境零污染。生產(chǎn)電池的原材料豐富，成本低，是鋰離子電池的五分之一。

在諸多種類的金屬空氣電池中只有鋅空氣電池得到實(shí)用，曾被以色列用于純電動(dòng)汽車，盡管近年先后被德、法、瑞典等國(guó)的汽車公司用于研制純電動(dòng)汽車，可是未修成正果。鋅空氣電池自身具有比能量大、成本低的優(yōu)點(diǎn)，但是仍沒突破自身技術(shù)瓶頸。鋅空氣電池的致命缺陷是不可充電，屬于一次性電池。只有使用機(jī)械插塊式技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)電池的可充電性。當(dāng)鋅空氣電池放電結(jié)束后，要將負(fù)極板取出集中到電解還原廠還原，同時(shí)為空電池殼裝入新的負(fù)極板實(shí)現(xiàn)電池充電，并負(fù)責(zé)為客戶配送充好電的電池。

但是鋅空氣電池還有改善空間，比如現(xiàn)在這種電池的空氣電極壽命約為300次，2~3年。裝車后要根據(jù)路況和車速采用不同的電池組合，假如車速在30~40公里/小時(shí)，路況好，只要鋅空氣電池就行;假如爬坡，就要采用電電混合的形式，比如與超級(jí)電容、鎳氫電池混合。

鋰空氣電池是理想之選

“在金屬空氣電池中，最有潛力的是鋰空氣電池?！逼囯姵刭Y深專家傅世樞表示，金屬空氣電池是未來(lái)取代鋰離子電池的理想之選，鋰空氣電池的優(yōu)勢(shì)最為明顯。

據(jù)了解，這種新型鋰空氣電池?zé)o需充電，只需更換正極的水性電解液，通過(guò)卡盒等方式更換負(fù)極的金屬鋰就可以持續(xù)使用。正極生成的氫氧化鋰可以從使用過(guò)的水性電解液中回收，再提煉出金屬鋰，金屬鋰則可再次作為燃料循環(huán)使用。

在傅世樞看來(lái)，鋰空氣電池的優(yōu)勢(shì)十分明顯，理論比能量為11140Wh/kg，是當(dāng)代鋰離子蓄電池的300倍。由于鋰空氣電池的負(fù)極不要化學(xué)加工，鋰空氣電池也不要化學(xué)工藝處理，制造成本僅為普通鋰離子蓄電池的60%?！耙坏╀嚳諝怆姵貙?shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，便可推動(dòng)各類電動(dòng)汽車全面產(chǎn)業(yè)化，取代目前的鋰離子蓄電池，成為新能源汽車動(dòng)力源”。

據(jù)傅世樞分析，未來(lái)，不論鋰離子蓄電池，還是鋅空氣電池、鎂空氣電池，都會(huì)有自己的市場(chǎng)。前者已大量用于手機(jī)、筆記本電腦和電動(dòng)摩托車，后者用于醫(yī)療器械、水下設(shè)施等，而要作為純電動(dòng)汽車的動(dòng)力鋰電池組，可能非鋰空氣電池莫屬?！靶乱淮嚳諝怆姵匾呀鉀Q了電池本身的各類技術(shù)難題，剩下的問題是如何加速產(chǎn)業(yè)化，大量生產(chǎn)。目前，還沒聽說(shuō)我國(guó)有公司和機(jī)構(gòu)研發(fā)這項(xiàng)技術(shù)?！备凳罉姓f(shuō)。

電池研發(fā)要著眼未來(lái)

假如鋰空氣電池實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，鋰離子電池在電動(dòng)汽車領(lǐng)域還有沒有生存空間?答案很清楚，誰(shuí)都會(huì)選擇比能量更大、成本更低的鋰空氣電池。正如一些車用電池專家所言，我國(guó)電池技術(shù)的研發(fā)，要顧及眼下，更要著眼未來(lái)。

當(dāng)前，產(chǎn)業(yè)化成為我國(guó)新能源汽車努力的方向。國(guó)家在財(cái)政上對(duì)購(gòu)買新能源汽車的私人用戶進(jìn)行補(bǔ)貼，用心良苦。在電池研發(fā)上，重要是滿足現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)化需求。從國(guó)內(nèi)電池研發(fā)情況看，研發(fā)力量集中在傳統(tǒng)電池上，試圖通過(guò)電池技術(shù)的更新?lián)Q代，提高比能量，以便新增續(xù)駛里程。

當(dāng)前，令人擔(dān)憂的是，傳統(tǒng)電池技術(shù)已經(jīng)遭遇瓶頸，一些悲觀的人甚至斷言我國(guó)新能源汽車走入死胡同。盡管事實(shí)沒有那么糟糕，但是關(guān)于未來(lái)的技術(shù)儲(chǔ)備，我們還做得不夠。筆者認(rèn)為，在堅(jiān)持傳統(tǒng)電池技術(shù)研發(fā)的同時(shí)，更應(yīng)放眼未來(lái)。比如日本研發(fā)的鋰空氣電池，雖然在短時(shí)間內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，但從本身的性能看，在未來(lái)毫無(wú)疑問能夠大展身手。

技術(shù)的更替日新月異，同時(shí)冷漠無(wú)情?；厥卓茖W(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史，一項(xiàng)新技術(shù)被更新技術(shù)淘汰的例子比比皆是。新能源汽車作為我國(guó)的新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，在關(guān)鍵零部件上，應(yīng)當(dāng)吸取教訓(xùn)，努力防止此類事情發(fā)生。在電池技術(shù)研發(fā)上，應(yīng)時(shí)刻跟蹤世界前沿技術(shù)，加緊技術(shù)儲(chǔ)備，迎接未來(lái)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。