PK鋰電池/鉛酸電池 鋁空氣電池商業(yè)前景分析

　　現(xiàn)在絕大多數(shù)電動(dòng)自行車(chē)還在用鉛酸電池，原因是價(jià)廉，有需求就會(huì)有銷(xiāo)路。比鋁空氣電池差一些的鋅空氣電池又稱(chēng)鋅氧電池，是金屬空氣電池的一種。鋅空氣電池比能量理論值是1350W·h/kg，【實(shí)際上現(xiàn)在的比能量已達(dá)到了230Wh/kg，幾乎是同體積鉛酸電池的8倍。而鋁空氣電池的理論能量密度為8100Wh/Kg幾乎是“皇帝”相當(dāng)驚人】可見(jiàn)鋅、鋁空氣電池的發(fā)展空間非常大。

　　鋅空氣電池一般采取抽換鋅電極的辦法進(jìn)行“機(jī)械式充電”。更換電極的時(shí)間在幾分鐘即可完成。換上新的鋅電極，“充電”時(shí)間極短，非常方便。如此種電池得到發(fā)展，省去了充電站等社會(huì)保障設(shè)施的興建。鋅電極可在超市、電池經(jīng)營(yíng)點(diǎn)、汽配商店等購(gòu)買(mǎi)，對(duì)普及此電池電動(dòng)車(chē)十分有利。這種電池具有體積小，電荷容量大，質(zhì)量小，能在寬廣的溫度范圍內(nèi)正常工作，且無(wú)腐蝕，工作安全可靠。只是鋅電極在電解還原過(guò)程中，比較耗能，每噸氧化鋅還原成鋅需要消耗2500度電，所以目前用在電動(dòng)汽車(chē)上，成本較高?，F(xiàn)在試驗(yàn)電池的電荷容量?jī)H是鉛酸電池的5倍，不甚理想。但5倍于鉛酸電池的電荷量已引起了世人的關(guān)注，美國(guó)、墨西哥，新加坡及一些歐洲國(guó)家都已在郵政車(chē)、公共汽車(chē)、摩托車(chē)上進(jìn)行試用，也是一極有前途的電動(dòng)車(chē)用電池?！?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/鋰電池">鋰電池能量密度和鉛酸電池相比，同樣的體積量，是鉛蓄電池1/3-1/5，而儲(chǔ)蓄能量3-5倍與前者。雖然鉛酸電池現(xiàn)在技術(shù)很成熟了，但是能量密壽命比較短，1到2年壽命就到了。能量密度一般是40WH/KG【瓦時(shí)/千克】到45就很好了。鋰電池的能量密度一直在進(jìn)步，130--150WH/KG。不是很確定，而且和循環(huán)次數(shù)有關(guān)。至于“250Wh/kg”的能量密度是蓄電池領(lǐng)域的專(zhuān)家們估計(jì)出的鋰離子電池理論上可實(shí)現(xiàn)的極限數(shù)字.而磷酸鐵鋰電池的能量密度稍微低一點(diǎn)，是鋰電池里面偏低的，目前最低的是85WH/KG,最高的能做到120WH/KG?！縿?dòng)力鋰電池能夠大電流充放電。用于電動(dòng)車(chē)輛、電動(dòng)自行車(chē)、工具、便攜式電子設(shè)備配套電源等。與動(dòng)力鉛酸電池比較：具有體積小、重量輕、使用壽命長(zhǎng)、清潔環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用。

　　動(dòng)力鋰電池與鉛酸電池等其他電池相比，具有以下有特點(diǎn)：(1)壽命是普通鉛酸電池3-5倍;(2)重量輕，是普通鉛酸電池4-5分之一;(3)體積小，是普通鉛酸電池的三分之一;(4)環(huán)保無(wú)污染，無(wú)重金屬污染;(5)使用更安全，沒(méi)有酸液流出，沒(méi)有過(guò)充、過(guò)放電現(xiàn)象;(6)免維護(hù)，而普通鉛酸電池需要定期添加電解液，蒸餾水等;(7)性能更優(yōu)越，自放電率低。電池從充滿電后到電完全跑完后再進(jìn)行充電為一個(gè)完整周期(而不是平時(shí)的隨意充電次數(shù))，鉛酸電池的充電周期一般為300次就基本報(bào)廢，而鋰電池的充電周期一般在1000次以上(磷酸鐵鋰的可達(dá)2000次)。

　　如果每天都把電跑完再充電，鉛酸電池只能勉強(qiáng)用一年，當(dāng)然用一點(diǎn)就馬上充電一點(diǎn)可延長(zhǎng)鉛酸電池壽命。而鋰電池可以用3年以上;所以鋰電池價(jià)格應(yīng)該是前者的2.5倍才能夠讓群眾滿意。如果每天只用一半的電，鉛酸電池就可以用1—2年，而鋰電池可以用5—6年。

　　鋰電池的發(fā)明已有近百年的歷史，技術(shù)已日臻完善，現(xiàn)在已研制出用于宇航工程的鈦酸鋰電池，其使用壽命可達(dá)30—50年!理論上主要原材料——鋰電芯都是通過(guò)國(guó)家質(zhì)量認(rèn)證的，并經(jīng)過(guò)短路、穿刺、撞擊試驗(yàn)合格，絕對(duì)不會(huì)發(fā)生爆炸、起火!另外，我們?cè)谏a(chǎn)工藝上也層層把關(guān)，大電流充電老化，讓其在出廠前經(jīng)受超負(fù)荷考驗(yàn)，徹底歸避安全隱患，讓用戶可以放心使用?！疽环譃槎?，廢除了投機(jī)倒把罪以后讓人們不放心市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下的利潤(rùn)第一下的產(chǎn)品質(zhì)量。因?yàn)閷?duì)于假冒偽劣的打擊力威懾力下降了。而鉛酸電池的好處是不會(huì)發(fā)生爆炸并且價(jià)廉。因鋰電池價(jià)格貴買(mǎi)一輛電動(dòng)自行車(chē)要多付約1000元的錢(qián)，所以老掉牙的電池現(xiàn)在仍然有市場(chǎng)。】老百姓買(mǎi)不起市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下利潤(rùn)的積極性導(dǎo)致賣(mài)到幾千萬(wàn)元到幾億元的一只手表,盡管是廣告宣傳特別完美。電池也是一樣。而且能量密度也不是固定值，太高價(jià)的東西其實(shí)用性和性價(jià)比都不大適合大規(guī)模應(yīng)用于老百姓生活領(lǐng)域，如果你不是搞科研的話，完全沒(méi)必要搞到這些華而不實(shí)的商業(yè)性數(shù)據(jù)，能夠?qū)嵱玫钠胀ǖ臇|西倒是被人民歡迎的。根據(jù)物理學(xué)規(guī)律，電壓相同，負(fù)載相同，功率就相同。

　　電動(dòng)車(chē)的48V20AH鉛酸電池所以可直接替為48V20AH磷酸鐵鋰電池或48V30AH、48V40AH的磷酸鐵鋰電池，正確接正、負(fù)級(jí)就可正常使用?用48V40AH磷酸鐵鋰電池的電動(dòng)車(chē)能跑140公里。但充電器一定要換鋰電池專(zhuān)用的。其他設(shè)備都不變。(現(xiàn)在的鋰電池貴，不過(guò)這是電動(dòng)車(chē)未來(lái)的發(fā)展方向，將來(lái)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)下不互相剝削，鋰電池的價(jià)格可能會(huì)降到消費(fèi)者能接受的水平。鋰電的能量密度比較高，是鉛蓄電池4倍而容積不到4/3。

　　鋁在地球上分布很廣泛。世界鋁土礦資源分布廣泛，遍及五大洲50多個(gè)國(guó)家，資源豐富，儲(chǔ)量巨大。2002年底世界鋁土礦儲(chǔ)量228.9億噸，資源儲(chǔ)量共約612億噸，通過(guò)擴(kuò)大找礦范圍，鋁土礦資源儲(chǔ)量可以增加到750億噸。世界鋁土礦資源儲(chǔ)量最豐富的國(guó)家是幾、澳、越、巴西、牙買(mǎi)加，5國(guó)總儲(chǔ)量占全球總儲(chǔ)量的70%，5國(guó)資源儲(chǔ)量443億噸，約占全球總資源儲(chǔ)量的72%。2002年底，我國(guó)鋁土礦資源儲(chǔ)量25億噸，位居全球第6位，不錯(cuò)。所以鋁電池應(yīng)該成為中國(guó)能源發(fā)展的方向。鋁是一種高強(qiáng)度的能量載體，是開(kāi)發(fā)電池的理想電極材料。近年來(lái)通過(guò)開(kāi)發(fā)各種新型的鋁電極及相應(yīng)電解質(zhì)的添加劑，鋁電池的研究取得了突破性的進(jìn)展。特別是采用水溶液電解質(zhì)的鋁空氣電池，已經(jīng)廣泛用于應(yīng)急、備用電源;機(jī)動(dòng)車(chē)輛和水下設(shè)施的驅(qū)動(dòng)能源，構(gòu)成了鋁的應(yīng)用電化學(xué)的一個(gè)重要分支。但是有一利必有一弊，鋁電池商業(yè)化不能夠推廣明的明顯顯技術(shù)缺陷是，鋁在空氣或水溶液中易鈍化并且在強(qiáng)堿性溶液中腐蝕速率大，嚴(yán)重降低鋁陽(yáng)極效率。因此鋁陽(yáng)極研究過(guò)程中需要解決的主要問(wèn)題是提高電極的活化和抗腐蝕性能。在大電流密度工作時(shí)，內(nèi)阻高，不能滿足大動(dòng)力下電源的電性能標(biāo)準(zhǔn)，阻礙了鋁陽(yáng)極材料的應(yīng)用。并且在大功率輸出時(shí)發(fā)熱嚴(yán)重，必須配備熱量輸出系統(tǒng)，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，成本會(huì)提高。大功率鋁空氣電池組必須有良好的通風(fēng)，以保持通透一致性，如果增設(shè)供氧系統(tǒng)，效果會(huì)改善，但是會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性;車(chē)子在顛簸的路面運(yùn)行時(shí)，電能有波動(dòng)?！镜怯糜谧孕熊?chē)的動(dòng)力，在20公里速度下功率會(huì)小很多為什么就不能優(yōu)先考慮讓自行車(chē)首先使用這電池呢?國(guó)內(nèi)當(dāng)務(wù)之急是研究出鋁電池，盡管是它有缺點(diǎn)，不應(yīng)等到一個(gè)東西十全十美以后才推廣。技術(shù)完全成熟應(yīng)該是在實(shí)踐過(guò)程中不斷地完善。是否可以設(shè)計(jì)加入一些簡(jiǎn)單的技術(shù)比如小電風(fēng)扇散熱或者是用容器水循環(huán)散熱，得到的熱水還可作為其它使用。也可以模仿CPU散熱器原理散熱。成為自行車(chē)的美麗的“裝飾品”】凡是好處多于弊病的東西就應(yīng)該及時(shí)推廣。華而不實(shí)而資源緊張的東西還是等待將來(lái)發(fā)展吧。中國(guó)的鋁多的是，產(chǎn)品一定會(huì)物美價(jià)廉的。

　　如何確保電池不漏液?也是一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題?！救绻┮菏且?guī)律避免不了，否可以設(shè)計(jì)允許漏液讓它“拉在隨身塑料袋”里，源源不斷地補(bǔ)液，動(dòng)態(tài)平衡即可】上述問(wèn)題和復(fù)雜性總是得不到解決，是長(zhǎng)期以來(lái)阻礙鋁空氣電池技術(shù)大規(guī)模推廣應(yīng)用的瓶頸。該電池實(shí)際的體積比能量只有100-150Wl/L與鉛酸蓄電池相當(dāng)。并且能否長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行依然不確定。。但是鋁空氣電池在中國(guó)用于海上航標(biāo)燈卻非常適合。

　　而美國(guó)鋁業(yè)開(kāi)發(fā)的鋁空氣電池能量密度達(dá)到鋰電池的50倍!所以鋁-空氣電池是最有可能替代傳統(tǒng)汽油實(shí)現(xiàn)零排放無(wú)污染的新能源。鋁空氣電池的理論能量密度為8100Wh/Kg，電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程可以達(dá)到1000英里，并且可長(zhǎng)久使用。鋁電池有望受到我們的科學(xué)研究關(guān)注。金屬鋁燃料電池具有原料豐富、成本低、無(wú)毒害、功率密度高、能量密度高等較優(yōu)的電化學(xué)性能，是鋰電池的能量級(jí)的若干倍。無(wú)論從民用還是從軍用角度看，金屬鋁燃料電池都具有巨大的發(fā)展?jié)摿秃芎玫漠a(chǎn)業(yè)化前景。該人士指出，目前中科院等國(guó)內(nèi)高等院校、科研單位早已開(kāi)展了鋁空、鋅空電池的研究，研究界到目前為止還存在一定技術(shù)問(wèn)題需要突破，比如，如何防止二氧化碳、水汽等物質(zhì)與鋁金屬2014-05-29有報(bào)導(dǎo)，新型金屬燃料電池在深圳研制成功。前景是，鋁電池未來(lái)有望商業(yè)化。報(bào)道稱(chēng)，據(jù)該項(xiàng)新發(fā)明的專(zhuān)利持有人介紹，與傳統(tǒng)電池相比，該電池有三個(gè)特點(diǎn)，一是在世界上獨(dú)創(chuàng)了以流動(dòng)的液體作為正極材料，電流和功率大，可達(dá)千、萬(wàn)安培級(jí);二是以鋁作為材料，又解決了鋁的自腐問(wèn)題，在世界上首次實(shí)現(xiàn)了鋁大電流應(yīng)用;三是不需要充電樁，僅需要加入含固體的電池水，可以不受時(shí)間和空間的限制。所以比鋰電池更加有前途。據(jù)深圳發(fā)明家協(xié)會(huì)相關(guān)專(zhuān)家介紹，該項(xiàng)目標(biāo)志著我國(guó)新能源領(lǐng)域又將邁上一個(gè)新的臺(tái)階，并可大大減少對(duì)石油的依賴和環(huán)境的污染。前期已經(jīng)在電動(dòng)叉車(chē)上應(yīng)用，效果非常好，未來(lái)投入工業(yè)生產(chǎn)后，適用范圍廣。相信能夠使用在自行車(chē)上僅僅是時(shí)間問(wèn)題。設(shè)計(jì)一人能跑1000公里應(yīng)該不成問(wèn)題。

　　由于對(duì)環(huán)境的影響相對(duì)較小，電動(dòng)汽車(chē)日益受到各國(guó)重視，其前景也被廣泛看好。燃料電池汽車(chē)是電動(dòng)汽車(chē)電池的一種，氫燃料電池車(chē)已在加快有錢(qián)人的市場(chǎng)化進(jìn)程。而金屬燃料電池也正在進(jìn)入大眾視野，其中，金屬空氣電池被寄予厚望。據(jù)了解，在我國(guó)，鋅空氣電池和鋁空氣電池已列入研發(fā)范圍。另?yè)?jù)媒體報(bào)道，在2014年亞特蘭大先進(jìn)汽車(chē)電池會(huì)議上，美國(guó)鋁業(yè)公司與以色列Phinergy公司就Phinergy鋁空氣電池的進(jìn)一步研發(fā)問(wèn)題簽訂了聯(lián)合開(kāi)發(fā)協(xié)議，目的是為了盡快地推動(dòng)鋁空氣電池的商業(yè)化進(jìn)程。有分析人士認(rèn)為，除了美鋁的最新研究成果外，特斯拉的專(zhuān)利技術(shù)也在瞄準(zhǔn)金屬空氣電池，未來(lái)不排除鋁空氣電池出現(xiàn)真正商業(yè)化契機(jī)的可能。鋰電池被吹喇叭的文章多。一旦提到成本就會(huì)啞巴。但是社會(huì)主義計(jì)劃經(jīng)濟(jì)就會(huì)解決源頭經(jīng)濟(jì)成本高的問(wèn)題。價(jià)格昂貴的東西總是難于推廣。只有物美價(jià)廉的毛澤東時(shí)代的8分錢(qián)一碗粉一樣的東西才有生命力。

　　昂貴的鋰電池也是有缺點(diǎn)，行駛里程短，充電久易爆炸。不安全就會(huì)難于推銷(xiāo)，優(yōu)點(diǎn)是車(chē)子比較輕，適合有錢(qián)女性朋友短距離不負(fù)重騎行!但有錢(qián)人往往坐汽車(chē)的多，所以銷(xiāo)路在勞動(dòng)人民范圍是不容樂(lè)觀的，一直被老掉牙的鉛酸電池還可以負(fù)重，“打壓”了美麗的東西，讓“丑陋”的東西反而供不應(yīng)求。鋅空氣電池【鋅氧電池】是金屬空氣電池家族里的一種。它“比能”理論值是1350W·h/kg，比不上鋁空氣電池為8100Wh/Kg?，F(xiàn)在的鋅氧電池比能量已達(dá)到了230Wh/kg，幾乎是鉛酸電池的8倍?？梢?jiàn)鋅空氣電池的發(fā)展空間也可以。它采取抽換鋅電極的辦法進(jìn)行“充電”。更換鋅電極幾分鐘即可完成，非常方便。鋅電極可隨意買(mǎi)到，對(duì)普及電動(dòng)車(chē)十分有利。此電池具有體積小，電荷容量大，質(zhì)量小特點(diǎn)，能在寬廣的溫度范圍內(nèi)正常工作，且無(wú)腐蝕。工作安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)只是鋅電極在被電解還原過(guò)程中，比較耗能【廢話，能夠干重活的馬吃草多一些也是缺點(diǎn)嗎?】每千克氧化鋅還原成鋅需要消耗2.5度電，實(shí)際可以獲得1.35度能量，能量浪費(fèi)稍微大，目前多用在電動(dòng)汽車(chē)上，成本較高?，F(xiàn)在試驗(yàn)電池的能量密度僅是鉛酸電池的5倍，不甚理想。比不上鋁電池的48倍鉛酸電池容量。但已引起了世人的關(guān)注，美國(guó)、墨西哥，新加坡及一些歐洲國(guó)家都已在郵政車(chē)、公共汽車(chē)、自行車(chē)上進(jìn)行試用，也是一極有前途的電動(dòng)車(chē)電池。對(duì)比可知道，上述的新型的中國(guó)的液體為正極的大功率鋁燃料電池更加有發(fā)展前途。價(jià)廉物美的普通鋁電池應(yīng)該成為今后發(fā)展的方向。