鋁空氣電池成為主導(dǎo)動(dòng)力電源仍有差距


核心提示:中國(guó)電池網(wǎng) 鋁空氣動(dòng)力電池是動(dòng)力電源的潛在競(jìng)爭(zhēng)者。當(dāng)前動(dòng)力電池是制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的主要因素,提高電池的能量密度成為動(dòng)力電池的重點(diǎn)突破方向之一。
鋰電世界 鋁空氣動(dòng)力電池是動(dòng)力電源的潛在競(jìng)爭(zhēng)者。當(dāng)前動(dòng)力電池是制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的主要因素,提高電池的能量密度成為動(dòng)力電池的重點(diǎn)突破方向之一。從能量密度、充電速度、成本以及環(huán)保方面綜合評(píng)價(jià),鋁空氣電池較鎳氫電池、鋰離子電池具有明顯的優(yōu)勢(shì),成為電動(dòng)汽車(chē)電源的有力競(jìng)爭(zhēng)者。一是目前規(guī)模生產(chǎn)的鋁空氣電池能量密度已經(jīng)達(dá)到300-400Wh/kg,相同重量的鋁空氣電池可以使電動(dòng)汽車(chē)行駛更多里程;二是采用機(jī)械式“充電”的鋁空氣電池,僅需幾分鐘可完成鋁合金電極的更換,恢復(fù)充滿(mǎn)狀態(tài),遠(yuǎn)高于電化學(xué)充電的速度;三是鋁材料豐富、價(jià)格低,電極利用率可以達(dá)到90%以上,使得鋁空氣電池的成本大幅下降。功率密度和重量制約鋁空氣電池在高功率電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用。
鋁空氣電池雖然在能量密度方面具有顯著的優(yōu)勢(shì),但其能達(dá)到的最高功率密度僅為200W/kg,與鋰離子動(dòng)力電池300-800W/kg 的功率密度有較大差距,100kg 鋁空氣電池能提供的最高功率為20kw,僅能滿(mǎn)足當(dāng)前市場(chǎng)上在售極少數(shù)小型低功率電動(dòng)汽車(chē)對(duì)電池組的要求,絕大多數(shù)在售純電動(dòng)汽車(chē)若單獨(dú)使用鋁空氣電池,則較難滿(mǎn)足駕駛者對(duì)最高車(chē)速和加速性能的要求,如需獲得鋰離子動(dòng)力電池同樣的功率,鋁空氣電池組的重量大約是鋰離子電池組的4 倍甚至更高。
混合電源系統(tǒng)或?qū)⒊蔀榧铀黉X空氣電池應(yīng)用的有效解決方案。由于鋁空氣電池存在功率密度低的問(wèn)題,鋰離子電池的能量密度還需要相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間突破,鋁空氣電池和鋰離子電池組成的混合電源系統(tǒng)有望成為當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)兼顧加速性能和提高續(xù)航里程的優(yōu)選應(yīng)用解決方案,并將加速鋁空氣電池在純電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用。2010 年特斯拉對(duì)類(lèi)似方案的研究已經(jīng)取得進(jìn)展,并申請(qǐng)了“電動(dòng)汽車(chē)增程混合動(dòng)力電池組系統(tǒng)”的專(zhuān)利,專(zhuān)利電池組使用鋰離子和金屬空氣兩種類(lèi)型的電池,其混合動(dòng)力系統(tǒng)是從電到電的方式,工作時(shí)鋰離子電池組直接給車(chē)供電,金屬空氣電池組發(fā)揮能量密度高、可以存儲(chǔ)較多電能的優(yōu)勢(shì)為鋰離子電池組提供電能,最終實(shí)現(xiàn)提高續(xù)航里程的目的。
鋁空氣電池雖然在能量密度方面具有顯著的優(yōu)勢(shì),但其能達(dá)到的最高功率密度僅為200W/kg,與鋰離子動(dòng)力電池300-800W/kg 的功率密度有較大差距,100kg 鋁空氣電池能提供的最高功率為20kw,僅能滿(mǎn)足當(dāng)前市場(chǎng)上在售極少數(shù)小型低功率電動(dòng)汽車(chē)對(duì)電池組的要求,絕大多數(shù)在售純電動(dòng)汽車(chē)若單獨(dú)使用鋁空氣電池,則較難滿(mǎn)足駕駛者對(duì)最高車(chē)速和加速性能的要求,如需獲得鋰離子動(dòng)力電池同樣的功率,鋁空氣電池組的重量大約是鋰離子電池組的4 倍甚至更高。
混合電源系統(tǒng)或?qū)⒊蔀榧铀黉X空氣電池應(yīng)用的有效解決方案。由于鋁空氣電池存在功率密度低的問(wèn)題,鋰離子電池的能量密度還需要相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間突破,鋁空氣電池和鋰離子電池組成的混合電源系統(tǒng)有望成為當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)兼顧加速性能和提高續(xù)航里程的優(yōu)選應(yīng)用解決方案,并將加速鋁空氣電池在純電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用。2010 年特斯拉對(duì)類(lèi)似方案的研究已經(jīng)取得進(jìn)展,并申請(qǐng)了“電動(dòng)汽車(chē)增程混合動(dòng)力電池組系統(tǒng)”的專(zhuān)利,專(zhuān)利電池組使用鋰離子和金屬空氣兩種類(lèi)型的電池,其混合動(dòng)力系統(tǒng)是從電到電的方式,工作時(shí)鋰離子電池組直接給車(chē)供電,金屬空氣電池組發(fā)揮能量密度高、可以存儲(chǔ)較多電能的優(yōu)勢(shì)為鋰離子電池組提供電能,最終實(shí)現(xiàn)提高續(xù)航里程的目的。
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