鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:300次 | 2023年08月31日
鋁空氣電池為何不能代替鋰電池?
1、多用于應(yīng)急電源
鋁空氣電池并不是傳統(tǒng)意義上用于多次存儲電能的電池,而是一種釋放電能的化學(xué)反應(yīng)裝置。陳濤說,它的工作原理就是活性金屬在水中發(fā)生氧化反應(yīng)釋放能量的過程通過電解液及特殊的電極材料,將釋放的能量以電能的形式輸出。
通俗點(diǎn)說,關(guān)于鋁空氣電池來說,其中的活性金屬就是鋁,類似的還有鋅空氣電池、鎂空氣電池等,只是根據(jù)金屬的活性(在水或空氣中發(fā)生氧化反應(yīng)的劇烈程度)不同,所使用的電解液及其他輔助材料略有不同而已。
只需加注清水;只是在電池的生命周期內(nèi)而言的,本質(zhì)上消耗的物質(zhì)是鋁,而不是水。陳濤告訴記者,在電池工作過程中,源源不斷地輸出電能,金屬鋁也在源源不斷地被氧化而消耗,生成氫氧化鋁,出現(xiàn)電能是以消耗含有化學(xué)能的鋁為條件的。100公斤重的鋁空氣電池儲存了可行駛3000公里的足夠電量,行駛完3000公里后,電池的壽命就結(jié)束了,要重新安裝,即補(bǔ)充金屬鋁。
據(jù)介紹,鋁空氣電池早在20世紀(jì)60年代就已問世。但直到現(xiàn)在,它的研究多半還停留在理論階段,實(shí)際應(yīng)用的并不多。在國內(nèi),它的研究多集中于應(yīng)急電源;而在國外,科學(xué)家或研究某種電極材料,或研究特殊應(yīng)用場合的電池系統(tǒng),正試圖尋求鋁空氣電池應(yīng)用技術(shù)的突破。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2、安全風(fēng)險(xiǎn)待檢驗(yàn)
使用不便是鋁空氣電池目前最大的瓶頸。陳濤認(rèn)為,除了較存儲電能的電池使用不便外,與其他氣體類的燃料動力電池相比也有諸多不便,比如氫燃料動力電池,可以將氫氣方便地加注、存儲、輸送至化學(xué)反應(yīng)裝置,但關(guān)于金屬固態(tài)物的鋁來說,顯然不方便。其次,副反應(yīng)較多、反應(yīng)過程不易控制,部分反應(yīng)生成物一定程度上阻礙反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,釋放大量熱,同時(shí)出現(xiàn)易燃易爆氣體。
在電動汽車的研發(fā)路上,鋁似乎正在扮演更重要的角色。一個(gè)有意思的現(xiàn)象是,美國特斯拉電動汽車的續(xù)航能力能提高到300公里至400公里,使用的電池重要是鎳鈷鋁三元材料,而我國電動汽車則使用的是鎳鈷錳。其中的金屬之差,正是鋁。
特斯拉中采用的鋁材料,重要是應(yīng)用于可多次存儲電能的電池。它的用途是,提升電池的能量密度,同等重量的電池可以存儲更多電能,讓汽車的續(xù)駛里程更長。陳濤認(rèn)為,單從這一點(diǎn)來看,確實(shí)是一個(gè)突破。但由此帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)有待實(shí)踐的進(jìn)一步檢驗(yàn)。
以鋰離子電池驅(qū)動的電動汽車難以普及,最大障礙是行駛里程有限,目前的續(xù)航能力大多在135公里至480公里之間,除非沿途有大量快速充電站,否則不宜駕駛電動汽車遠(yuǎn)途旅行。少數(shù)大于200公里的車輛,價(jià)格又特別昂貴,無法普及。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
3、車載還是未知數(shù)
鋁空氣電池能否替代鋰離子電池呢?吉利汽車研究院曾經(jīng)做過相關(guān)的仿真建模實(shí)驗(yàn),從汽車動力學(xué)角度研究鋁空氣電池作為電動汽車車載能源的應(yīng)用,關(guān)注其本身可釋放的電量及功率。
從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看,鋁空氣電池更適合作為續(xù)航備用電池。杜志強(qiáng)說,鋁空氣電池是一個(gè)能量源,相關(guān)于可存儲電能的蓄電池而言,同等重量的鋁空氣電池所能釋放的電能更多,其能量密度高,但其可釋放的功率卻極低,單獨(dú)使用不滿足車用需求,特別是剛起動時(shí)。這就相當(dāng)于一輛燃油汽車,油箱很大,但發(fā)動機(jī)很小,可以走很長的路,但走得很慢。相比之下,鋰離子蓄電池的車速會更加穩(wěn)定。如采用同等功率(即車輛具備同樣車速)的鋁空氣電池,其重量大概會是鋰離子蓄電池的4至5倍。
也就是說,一輛電動汽車的標(biāo)配能量應(yīng)該是,實(shí)際使用中取鋁空氣電池所長,獲得更長的續(xù)駛里程,同時(shí)也要補(bǔ)鋁空氣電池所短,配一個(gè)功率型的電池,使車輛具備不錯(cuò)的動力性能。
關(guān)于車載應(yīng)用,鋁空氣電池依然是個(gè)未知數(shù)。杜志強(qiáng)認(rèn)為,目前鋁空氣電池在移動通訊設(shè)備和筆記本電腦上有些應(yīng)用,但都是實(shí)驗(yàn)性的,并不是很廣泛。未來在電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用,還有很多技術(shù)問題亟待解決,能否成功成為電動汽車車載能源,還要靠市場最終選擇。在其他領(lǐng)域,從鋁空氣電池本身技術(shù)特點(diǎn)來看,作為應(yīng)急電源和移動電站似乎更合適。