电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
当今的移动世界离不开锂电池，这是目前可充电电池的最佳选择。去年，消费者们购买了50亿只锂电池，用来给笔记本电脑、照相机、手机和电动车供电。美国阿贡国家试验室能源存储联合研究中心（JCESR）的负责人乔治克拉布特里（GeorgeCrabtree）说，这是有史以来最好的电池技术。
1991年，索尼公司推出第一款商业版锂电池，与之相比，如今锂电池的能量密度（单位质量所存储的能量）已经是原来的两倍多，而价格惟有当初的1/10。不过，锂电池的能量密度已经接近极限。许多研究者认为，对锂电池的改进，最多还能将能量密度再提高30%。这意味着，锂电池永远不能像一油箱汽油那样，让电动车继续行驶800千米，也不能让电老虎般的智能手机续航许多天。
尽管近年来，有关锂电池大冲破的新闻层出不穷，仿佛各种消息都预示着锂电池将会获得重大进展，其中一个很分明的例子，那就是石墨烯材料的发现和使用。几乎过不了多长时间时间，就会有媒体公布消息称在石墨烯范畴又获得什么冲破，用在锂电池上又能提高多少多少的性能，几乎已经让人们听的麻木，因为到目前为止依然没有出现一款真正市场化平民化的石墨烯电池，而所谓的石墨烯电池也大多仅仅是在电池中添加了一些石墨烯粉末罢了。
那么，让我们把目光放的宽敞一点，除了锂电池，还有哪些极具潜力的电池动力系统能够使用在汽车上呢？
钠硫电池
钠硫电池，是一种以金属钠为负极、硫为正极、陶瓷管为电解质隔膜的二次电池。钠硫电池是美国福特(Ford)公司于1967年首先发明公布的，至今才40年左右的历史。钠硫电池具有许多特色之处：一个是比能量(即电池单位质量或单位体积所具有的有效电能量)高。其理论比能量为760Wh/Kg，实际已大于150Wh/Kg，是铅酸蓄电池的3-4倍。另一个是可大电流、高功率放电。其放电电流密度一般可达200-300mA/cm2，并瞬时间可放出其3倍的固有能量；再一个是充放电效率高。由于采用固体电解质，所以没有通常采用液体电解质二次电池的那种自放电及副反应，充放电电流效率几乎100%。但是钠硫电池的工作温度在300-350℃，所以，电池工作时要一定的加热保温。但采用高性能的真空绝热保温技术，可有效地处理这一问题。
但随着时间的推移声明，钠硫电池在移动场合下(如电动车)使用条件比较苛刻，无论从使用可供应的空间、电池本身的安全等方面均有一定的局限性。尽管如此，比尔盖茨依然很看好钠硫电池的前景，由他投资的一间公司就正在开发可使用于汽车上的钠硫电池，
镁电池
镁电池的最大优势是采用镁作为负极，在反复充放电过程中不会出现枝晶，因此循环性能非常优良。而金属锂不仅在充放电过程中会出现枝晶，而且循环寿命低，会导致严重的安全问题。镁与锂相比有多种优势，比如锂的熔点约为180摄氏度，而镁的熔点高达约650摄氏度，因而更为安全，镁的蕴藏量也比锂丰富得多。不过，开发镁电池也面对一些技术困难，例如此前一直没找到适宜的正极材料，同时也缺乏能帮助稳定充电和放电的电解质。
目前，镁电池紧要供军事通信和气象测候仪、海难救生设备和高空雷达仪等使用。但是有很多人都想把它使用到汽车上。据知道，丰田早在2005年就开始了镁电池的研究。丰田美国工程师JeffreyMakarewicz曾公开表示，锂电池理想状况下蓄能水平为2000千瓦时，关于插电式电动车及混合动力车而言，性能还不够理想。而镁离子电池或其他材料电池或将有可能成为锂电池的替代品。
铝电池
铝是理想的阳极材料，目前有多种铝电池，例如铝-空气电池和熔盐铝电池，具有广阔的发展前景。铝含量丰富且价格低廉，铝电池性能优秀且对环境友好，其产物无毒可用于其他工业用途而无需特别解决，是理想的电池体系；在当前资源匮乏，环境日益恶化的的情况下，铝电池的研究关于可继续发展有着紧要意义。
铝电池不用做充电电池，一方面是循环寿命差，一方面是充电速度太慢，不实用。还有一个致命缺点是电解液里面的铝离子不稳定，很容易发生化学反应带来危险。这些弱点让铝电池一直没有实用化。同时铝电极在放电介质中的极化和寄生腐蚀反应等问题，严重地制约了铝电池的发展。通过铝合金阳极的微合金化，对电解质及电池结构研究的不断深入将逐渐推动铝电池体系发展。铝电池具有广阔的发展前景。
锌电池
大部分一次性电池的负极都使用了廉价常见的锌，比如我们平常用的干电池。倘若反复充电，锌会在负极的表面形成针状物质。这种针状物质会破坏电池，因而用锌制成的电池很难用作蓄电池。而处理的办法有两种，一种是使锌在充电时出现的针状物质朝着不破坏电池的方向延展，实现反复充电。第二种是用锌作为正极，这样就可以戒备损坏电池。
利用锌制成的电池使用便宜且易于输出电流的水作为电解液，没有易燃易爆风险，加工和储存成本较低。可利用已有的制造设备，控制成本投资。据悉，该电池和今朝通用的锂电池性能相当，但价格却不到锂电池的一半。在用电量较大的电力储存和电动车等方面将得到普及。
目前而言，锂电池实在是动力锂离子电池行业和电动车范畴最好的选择，而且还衍生出磷酸铁锂、钛酸锂等不同的工艺分支，并且随着产量和工艺的提升，锂电池的性能和安全性都将获得提升，但是我们不得不正视一个问题，那就是锂电池的储能极限问题。理论上锂电池的储能极限无法满足电动车长途驾驶的需求，因此，非得找到能够像汽油相同，充一次电就能让汽车跑好几百公里，而且不要限定工况的动力能源系统，所以，积极开发新的具有潜力的动力能源是很有必要的。好在广大车企和新能源业界方面也认识到了这个问题，正在努力研究，希望有一天能够推出真正强大的产品，彻底改变汽车产业。
声明： 本站所发布文章部分图片和内容自于互联网，如有侵权请联系删除
