解析鋁空氣電池:緣何無法替代鋰離子電池?

2020-11-30 OFweek維科網

  3000公裡,有多遠?相當於從杭州自駕到麗江。如果駕駛汽油燃料汽車,這趟旅程的油費成本在2000元左右,如果駕駛電動汽車,能源成本或許會大大下降。不過,這可能嗎?

  這在理論上將是可行的。近日,美國鋁業公司與以色列Phinergy公司在蒙特婁向大眾展示了這樣一種具有超級續航能力的電池技術:100公斤重的鋁空氣電池儲存了可行駛3000公裡的足夠電量,只需每月加注清水。相比之下,特斯拉ModelS的電池超過500公斤,而行駛裡程不到500公裡。

  鋁空氣電池真的只需加水就能續航?為何在電動汽車發展中,鋰離子電池成功超越鋁空氣電池,它的技術瓶頸在哪裡?未來,鋁空氣電池能否取代鋰離子電池……今天,記者就電池未來新技術採訪了浙江吉利汽車研究院電動汽車研發高級項目經理杜志強、車載電池系統高級工程師陳濤。

  多用於應急電源

  「鋁空氣電池並不是傳統意義上用於多次存儲電能的電池,而是一種釋放電能的化學反應裝置。」陳濤說,它的工作原理就是活性金屬在水中發生氧化反應釋放能量的過程——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。

  通俗點說,對於鋁空氣電池來說,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,只是根據金屬的活性(在水或空氣中發生氧化反應的劇烈程度)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而言的,本質上消耗的物質是鋁,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,產生電能是以消耗含有化學能的鋁為條件的。「100公斤重的鋁空氣電池儲存了可行駛3000公裡的足夠電量」,行駛完3000公裡後,電池的壽命就結束了,需要重新安裝,即補充金屬鋁。

  據介紹,鋁空氣電池早在20世紀60年代就已問世。但直到現在,它的研究多半還停留在理論階段,實際應用的並不多。在國內,它的研究多集中於應急電源;而在國外,科學家或研究某種電極材料,或研究特殊應用場合的電池系統,正試圖尋求鋁空氣電池應用技術的突破。

相關焦點

  • 鋁空氣電池替代鋰離子電池?快別逗了!
    在電池的生命周期內,用戶只需每月加注清水就可以了。而鋁空氣電池與鋰離子電池孰優孰劣,爭論的焦點主要是在續航能力上。目前,特斯拉採用的鋰電池技術相對成熟,但唯一的問題在於鋰電池的能源密度低、續航能力有限。目前鋰離子電池續航能力大多在135公裡(日產Leaf)至480公裡(特斯拉S型)之間。
  • 鋁空氣電池會替代鋰電池嗎
    鋁空氣電池會替代鋰電池嗎   目前可替代鋰電池的鋁電池還處於試製階段,沒有投入商業使用。所以總的來說鋁空氣電池會替代鋰電池嗎還是個未知數,那麼我們來看看鋁空氣電池替代鋰電池會遇到哪些問題呢。   從電池的續航裡程來說,鋁空氣電池相比於鋰電池來說,確實是一個突破。不過由於鋁空氣電池在放電過程中陽極腐蝕會產生氫,這不僅會導致陽極材料的損耗,而且還會增加電池內部的損耗;另外,鋁空氣電池消耗的是鋁,當電池壽命結束的時候需要重新安裝鋁等都極大地阻礙了鋁空氣電池的商業化發展。
  • 電池黑科技!深度解析鋁空氣電池技術
    鋁空氣電池是金屬空氣電池的一種,這種電池號稱是一種「僅加加水,就能續航3000Km」的怪物電池,能夠把市面上現存的電池都虐成渣!事實真的如此嗎?接下來,我們就對鋁空氣電池技術進行解析。
  • 鋁空氣電池取代鋰電池是笑話?
    從這些方面來說,鋁空氣電池確實是一個突破,明顯優於鋰離子電池。不過,由於鋁空氣電池在放電過程中陽極腐蝕會產生氫,這不僅會導致陽極材料的過度消耗,而且還會增加電池內部的電學損耗。這嚴重阻礙了鋁-空氣電池的商業化進程。
  • 鋁空氣電池的應用領域及前景
    鋁空氣電池   鋁空氣電池的化學反應與鋅空氣電池類似,鋁空氣電池以高純度鋁Al(含鋁99.99%)為負極、氧為正極,以氫氧化鉀(KOH)或氫氧化鈉(NaOH)水溶液為電解質。鋁攝取空氣中的氧,在電池放電時產生化學反應,鋁和氧作用轉化為氧化鋁。
  • 鋁空氣電池顯身手 鋰電挑戰大容量
    安全風險待檢驗  「使用不便是鋁空氣電池目前最大的瓶頸。」少數大於200公裡的車輛,價格又特別昂貴,無法普及。  車載還是未知數  鋁空氣電池能否替代鋰離子電池呢?吉利汽車研究院曾經做過相關的仿真建模實驗,從汽車動力學角度研究鋁空氣電池作為電動汽車車載能源的應用,關注其本身可釋放的電量及功率。  「從實驗結果來看,鋁空氣電池更適合作為續航備用電池。」
  • 雪域大學研發新型固態鋁離子電池或可替代鋰離子電池
    私人、公共和商業運輸(汽車、公交車、卡車)等電動汽車對電池需求不斷增加,因而人們開始研發鋁離子電池以滿足需求。而電動汽車需要大量的電力才能正常運行,因而對電池產生了高要求,導致電池必須能夠進行快速、劇烈的電化學反應,以驅動外部電力(如電機、電子設備等)。
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  • 雪城大學研發新型固態鋁離子電池 或可替代鋰離子電池
    蓋世汽車訊 私人、公共和商業運輸(汽車、公交車、卡車)等電動汽車對電池需求不斷增加,因而人們開始研發鋁離子電池以滿足需求。而電動汽車需要大量的電力才能正常運行,因而對電池產生了高要求,導致電池必須能夠進行快速、劇烈的電化學反應,以驅動外部電力(如電機、電子設備等)。
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    目前鋁空氣電池已經得到了普遍的運用,鋁空氣電池的市場也十分的可觀,越來越多的人投入到鋁空氣電池當中。那麼鋁空氣電池有哪些概念股呢?本文介紹了鋁空氣電池的十個概念股。   鋁空氣電池概念股一——方興科技   安徽方興科技股份有限公司是由中國512家重點企業之一的安徽華光玻璃集團作為主發起人,與浙江大學、國家建材局蚌埠玻璃工業設計研究院、蚌埠市建設投資有限公司、蚌埠市珠光複合材料有限責任公司聯合發起,經安徽省人民政府批准設立的股份有限公司。
  • 電動汽車續航 鋁空氣電池對比鋰電池
    導讀:電動汽車續航 鋁空氣電池對比鋰電池以鋰離子電池驅動的電動汽車難以普及的最大障礙是行駛裡程有限,太平洋汽車網小編了解到,目前電動汽車電池的續航能力,大多在135公裡(日產Leaf)至480公裡(特斯拉S型)之間,除非大量安裝快速充電站,否則不適宜駕駛電動汽車遠途旅行。
  • 從鋁和鋅空氣電池到超級充電站,電動車帶動了哪些電池技術發展?
    LqTednc鋁和鋅空氣電池隨著新興電池技術出現,新的無線方案也經證實能夠讓電動車電池的充電速度如同為汽車加滿油箱一樣快速。LqTednc由於鋰離子電池技術可能即將達到其摩爾定律(Moore’s Law)的上限,研究人員只得另闢蹊徑,追求剛進入市場不久的鋁和鋅空氣電池等技術。這些新技術得以崛起的關鍵在於能夠提高充電性能,同時展現可將能量儲存成本降低到每千瓦時(kw/hr)約100美元基準的能力。
  • 電動汽車鋁空氣電池 你見過嗎?
    最近在蒙特婁的維倫紐夫賽車場上的一臺電動汽車測試中傳出了驚人的消息,搭載了由 Alcoa(美鋁公司)和以色列Phinergy公司共同開發的鋁空氣電池的試驗車竟然開出了994英裡(1600公裡)的裡程,眾所周知,一般的電動汽車裡程只能達到150到200公裡,這也是阻擾電動汽車普及的絆腳石,而現在一直採用的鋰離子電池提升的空間也非常的有限,所以一些機構都在積極研發新型的電池材料
  • 電池人的倔強:一個堅信鋁空氣電池能拯救世界的英國工程師
    終於在2007年,法國南特理工學院確認了傑克遜鋁空氣電池發明的潛力。與鋰離子電池相比,它的優點是(現在仍然是)提高了電池電壓,使用的僅是普通的鋁,幾乎不會產生汙染,而且有穩定、長時間的電力輸出。基於這樣的優勢,2007年,法國政府正式認可該技術為「戰略性的,符合法國國家利益的」。
  • 研究人員打造全新鋁空氣電池,便宜好用,不好充電
    在電池技術的發展中,還有一種電池能夠與汽油媲美。那就是鋁-空氣電池而且它比鋰離子電池更輕、更便宜,影響其發展的最大因素是它會腐蝕。根據他們發表在《科學》上的研究論文顯示,普通鋰離子電池放一個月的時間,那麼它們會損失5%的電量,而鋁-空氣電池由於鋁會受到腐蝕的關係,放上一個月電量會損失80%。該研究人員解決了鋁和電解液直接腐蝕的問題,讓鋁-空氣電池在一個月內只損失了0.02%的電量。
  • 鋅空氣電池研發成功,容量為傳統鋰離子電池五倍
    消息稱,雪梨大學和新加坡南洋理工大學的化學工程研究人員已經開發出一種新電池技術——鋅空氣電池。研究人員認為它可以運用在電子產品之中,代替鋰離子電池。鋅空氣電池採用的鋅金屬本身資源儲藏豐富,而且不會像鋰離子電池一樣容易短路,其儲電能力是鋰離子電池的五倍。
  • 新能源車成趨勢,鋁-空氣電池、氫燃料電池、鋰電池誰更強
    防腐蝕的鋁-空氣電池據業內人士稱,鋁-空氣電池幾乎可以和汽油相媲美,而且它比鋰離子電池更輕、更便宜,不過存在一個大問題——腐蝕。若不使用鋰離子電池一個月,它們會損失5%的電量,而鋁-空氣電池由於鋁受到腐蝕的因素,會損失掉80%電量。
  • 空氣電池原理_空氣電池分類
    空氣電池的分類   鋅空氣電池:   鋅空氣電池( zinc air battery),用活性炭吸附空氣中的氧或純氧作為正極活性物質,以鋅為負極,以氯化銨或苛性鹼溶液為電解質的一種原電池。又稱鋅氧電池。分為中性和鹼性兩個體系的鋅空氣電池,分別用字母A和P表示,其後再用數字表示電池的型號。
  • 寧波材料所利用石墨烯研製出千瓦級鋁空氣電池
    此外,金屬空氣電池能量密度高達800 Wh/kg,是當前商業化鋰離子動力電池的4倍以上,在電動汽車增程器應用方面也同樣具有誘人的市場前景。  然而,金屬空氣電池產業發展仍然面臨諸多技術瓶頸,影響了其應用推廣。
  • 新能源汽車電池展望:固態鋰離子電池、鋰硫電池、鋰空氣電池?
    新能源汽車的發展對電池的要求越來越高,我國《節能與 新能源汽車技術路線圖》提出2030 年電池比能量達到 500 Wh/kg,目前的鋰離子電池都滿足不了此要求。加快新型動力 電池的開發勢在必行,當前主要進行研發的新一代動力電池 包括固態鋰離子電池、鋰硫電池、鋰空氣電池等。