铝-空气电池、氢燃料电池、锂电池到底哪家强?

发布者:SerendipitySoul最新更新时间:2018-11-17 来源: 中国科技网关键字:铝-空气电池  氢燃料电池  锂电池 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

近年来,新能源汽车一直备受关注,与传统燃油汽车相比,新能源汽车有着绿色、节能等优点,但在大家的印象中,它的性能与燃油汽车还存在一定的差距。其实,随着新能源汽车技术的不断升级,特别是电池动力不断提升下,新能源汽车的性能已经逐渐追赶上了燃油汽车。

对于电动车来说,理想的电池应该具备:足够能量密度,才能跑更远的路程;足够的功率密度,车才能加速快、能爬坡;能量补充速度快,充电或者换电都要迅速;成本低廉,使用寿命和价格综合起来有竞争力。

那么,现在究竟哪种电池靠谱,可急电动汽车所需?

防腐蚀的铝-空气电池

据业内人士称,铝-空气电池几乎可以和汽油相媲美,而且它比锂离子电池更轻、更便宜,不过存在一个大问题——腐蚀。

若不使用锂离子电池一个月,它们会损失5%的电量,而铝-空气电池由于铝受到腐蚀的因素,会损失掉80%电量。

据近日外媒报道,一个研究小组在《科学》上发表论文声称已找到解决办法。其研制的铝-空气电池在一个月内只损失0.02%的电量,获得千倍以上的改进。

怎么做到的?据介绍,研究人员在电池的阳极和阴极之间设置了一层薄膜,当电池使用时里面会充满电解液。一旦电池处于待机状态,最靠近铝的一侧会被油冲洗,从而油起到保护铝的作用。当需要再次使用电池时,电解液则取代油。由于铝在水里会排斥油,所以不会有油留在水里。

在测试中,研究人员模拟现实中的应用,先是使用研发出的电池一小部分电量,然后静置一两天时间,然后再重复使用,结果电池持续工作了24天,比以往的铝-空气电池多8倍。

这是否意味着,未来几年内铝-空气电池会取代锂电池呢?

“不会。”业内从事铝-空气电池研究人员杨维谦答道。他解释道,因为目前铝-空气电池仍有很多关键问题尚待解决,例如,动力电池需要功率较高,而功率是铝-空电池的弱项,特别是加速、爬坡性能跟不上。另外,它的负载装置较多,如通风、散热、电解液循环等装置,这些若都放置车上,会带来很大负担,因此,一般适合将其放在基站做静态电池,在续航中作为备用。

据介绍,美铝加拿大公司和以色列公司Phinergy,曾展示用100公斤重的铝空气电池储存了可行驶3000公里的足够电量。使用这种电池的汽车仍需保留锂电子电池,铝-空气电池只在锂电池电量耗尽后才启动。

零污染的氢燃料电池

11月7日,由国家新能源汽车技术创新中心在广东佛山南海区主办的2018 NEVTIR-FC新能源汽车技术(燃料电池)创新拉力赛上,呈现出在氢能源燃料电池方面取得的多项技术成果,刷新了人们对燃料电池发展的认知。

我们知道,氢气和氧气燃烧会生成水,达到零污染。而且,作为周期表第一元素,氢元素取之不尽用之不竭。就凭此点,让现在世界上很多国家十分青睐发展氢燃料电池。

与会专家介绍,相对于其他电池,氢燃料电池最大的优势是能量密度极高,实验室可做到3千瓦时/公斤,比其他类型的电池都高很多。用于汽车可以更小的体积和重量,提供更长时间的续航。

以现代NEXO为例,其只需要3-5分钟即能充满电量,大大提高用车效率。更重要的是,在续航里程上,氢燃料续航里程普遍能达到500km+,现代NEXO已能达到609km,甚至比一些同级的传统燃油车出色。

而且,燃料电池使用成本有优势。以丰田Mirai为例,其使用的是“电解质薄膜”燃料电池技术,即利用氢气跟氧气化学反应过程中的电荷转移来形成电流,除了催化剂使用铂金外,无任何消耗物,铂金本身也不损耗。

凡事没有十全十美,氢燃料电池也存在有待解决的问题,专家指出,首先是价格,氢燃料电池的核心零件是质子交换膜和铂催化剂,非常昂贵的材料,造成氢燃料电池普及困难;其次是燃料的来源和储存,氢燃料电池需要氢气,而氢气本身的制造、运输、储存及加注都极为不便,成本又很高,危险还很大,技术成熟度较低。

特斯拉CEO“给力哥”马斯克曾表示:“就算从理论上实现燃料电池的最佳性能,也无法同今天的锂离子电池抗衡。”显然,氢燃料电池进入应用阶段还有很长的路要走。

实用化的锂电池

就目前而言,哪种电池实用?

“当然是锂离子电池。”清华大学深圳研究生院能源环境学部副研究员贺艳兵博士在接受科技日报记者采访时答道。

据介绍,电动车用的动力电池种类虽然很多,但是从当下真正实用化的角度看,世界上大部分厂商都选择了锂电池,主要有两种电池,一种高速电动车的锂离子电池,包括磷酸铁锂、锰酸锂、三元锂电池等,还有一种是低速电动车的铅酸电池。

特斯拉用的松下电池是三元锂电池,这种电池的能量密度、功率密度、安全性比较均衡,是中庸之选。采用软件的办法解决充放电过程中的安全性问题。但是若遇到极端碰撞,强大的冲击力击破电池包的保护,车依然会起火爆炸,只是高强度的保护给了车主逃生的时间。

磷酸铁锂也就是比亚迪所谓的铁电池,应用比较广泛,优势是安全性相对比较好,尽管也有事故,比较而言已经是最好的。其功率密度较好,可大倍率放电,有不错的加速性能。在循环寿命方面也有优势,长期使用成本相对较低。缺点是能量密度相对较低,同样重量续航里程没优势。此外,低温性能比较差,冷天电量会损失很多。

锰酸锂电池在日本企业用的很多,优点是低温性能比较好,低温电量损失没有磷酸铁锂那么严重,价格也便宜,安全性不如磷酸铁锂,但是还不错。但是材料本身不太稳定,容易产生气体。

贺艳兵强调,现在研发电池不能大跃进式的一味追求能量密度,有的把其内的隔膜做得非常薄,整体辅材用的比较少,这样会带来电池体系的不稳定,造成安全隐患。要在提高电池的安全稳定性的基础上,提高能量密度。

综上所述,业内人士表示,电动车将来的趋势是使用纯电池或者氢动力,而目前大容量电池的充电速度问题还是个瓶颈,普及尚需要时间。

眼下的解决方案是油电混合的方式,即汽油加上电力作为能源。未来几年,随着锂电池价格的进一步下降和容量的进一步提升,电动车、插电混合动力车会越来越便宜,性能会越来越好。让我们拭目以待吧。


关键字:铝-空气电池  氢燃料电池  锂电池 引用地址:铝-空气电池、氢燃料电池、锂电池到底哪家强?

上一篇:増程发动机是如何打败锂硫固态电池的
下一篇:唐有根:锂硫、全固态电池未来可能实现跨越式发展

推荐阅读最新更新时间:2024-07-25 20:16

研究表明:采用回收正极的锂电池 性能可媲美使用新材料的电池
虽然 电动汽车 电池回收行业在不断发展,但让汽车制造商使用回收材料仍然很难。伍斯特理工学院(Worcester Polytechnic Institute)机械工程学教授Yan Wang表示:“人们通常认为回收材料不如原始材料。电池公司仍然不愿在电池中使用回收材料。” (图片来源:伍斯特理工学院) 据外媒报道,Wang及其研究团队进行的新研究表明,使用回收正极的电池,与使用全新领先材料的电池一样好,甚至更出色。该团队中还包括来自美国先进电池联盟(USABC)和电池公司A123 Systems的研究人员。 研究小组用回收的NMC111正极对电池进行了测试,这是最常见的正极,其中的镍、锰和钴的含量各为三分之一。这些正极是
[汽车电子]
研究表明:采用回收正极的<font color='red'>锂电池</font> 性能可媲美使用新材料的<font color='red'>电池</font>
基于LTC6802的锂电池组均衡电路设计
动力电池组被广泛应用在电动自行车和混合动力汽车中。电池组在使用中由于单体电池性能的差异而导致整体性能和寿命的下降非常普遍, 通过均衡可以提高电池组能量利用率和使用寿命。   本文设计的均衡电路的基本原理是通过使用专用电池组管理芯片LTC6802-1测量电池组中单体电池电压, 将数据通过SPI总线传送给单片机, 单片机通过决策对均衡电路进行控制。实验表明, 基于LTC6802-1芯片设计的均衡电路, 在电池组使用过程中单体电池的能量一致性得到了明显改善。 1 均衡电路工作原理   本文基于LTC68021 锂电池组管理芯片设计的电池组均衡电路, 由取电系统、嵌入式处理器、LTC6802-1数据采集及均衡电路四部分构成,
[汽车电子]
基于LTC6802的<font color='red'>锂电池</font>组均衡电路设计
技术小贴士:行业人士教你辨别真假锂电池的方法
目前,手机是人们必不可少的工具,更新换代更是很快。而手机 电池 的使用寿命是有限的,所以有时候手机还好好的,但电池已经很不经用了,这个时候,买一块新的手机电池就成为必须的了。作为一个手机用户,面对市场上泛滥成灾的假冒伪劣电池该如何选择呢?下面就教你几招,希望能帮助大家提高对手机电池的认识。 1、比较电池容量的大小。一般的镉镍电池为500mAh或600mAh,氢镍电池也不过800-900mAh;而锂离子手机电池的容量一般都在1300-1400mAh之间,所以锂电池充足电后使用的时间约是氢镍电池的1.5倍,是镉镍电池的3.0倍左右。如果发现您所购买的锂离子手机电池块工作时间并没有宣传的或说明书上规定的长,就有可能是假冒的。 2、看塑胶
[电源管理]
新型锂电池阳极材料,充电速度提高16倍
    加州大学河滨分校的一组研究人员开发出了一种新架构的硅阳极,应用在锂电池中可以使充电过程快16倍。新的设计构建于3D结构的锥形碳纳米管材料之上。可以使电池比原来轻40%,却能携带比原来多60%的电量,将使充电速度快16倍左右     由于锂电池被广泛应用,人们也对之进行大量的研究改善它们的性能。寻找“完美”的电极材料的研究从未停止过。在商用领域目前的阳极多由石墨碳制成,每克能携带370mAh电量(370mAh/g比容量)。而如果用碳纳米管制成阳极,可以使性能翻三倍左右,达到1000mAh/g比容量。而更进一步研究发现,硅是更好的电池阳极材料。因为它具备4200mAh/g比容量。相比目前商用的电池,提供了10倍以上的
[汽车电子]
新型<font color='red'>锂电池</font>阳极材料,充电速度提高16倍
新型正极材料提高锂电池能量密度80%
2月27日开幕的日本智能能源周上,日本水素株式会社技术总监夏晓明向科技日报记者展示了锂电池新型正极材料“MF-18”。这种新型化合物是利用混合前体同沉积方法合成的纳米级材料。目前车用锂电池最好的三元电极材料是NCM(镍钴锰)和NCA(镍钴铝)。而新型正极材料“MF-18”具有安全、高能量密度、低温性能好的优点,可使目前锂电池的能量密度提高80%,在零下50摄氏度环境下充放电仍能达到75%水平。性能超过以往所有正极材料。 图为水素株式会社技术总监夏晓明(右)展示新型纳米级正极材料“MF-18”。
[家用电子]
新型正极材料提高<font color='red'>锂电池</font>能量密度80%
特斯拉将率先采用LG的NCMA锂电池
特斯拉将成为首个使用LG Energy Solution公司生产的新型 NCMA 锂电池的厂商,该电池含有90%的镍。 特斯拉近年来也一直在寻找“低钴高镍”的电池化学物质,并通过自研或跟其他厂商合作进行电池革新。根据此前报道,特斯拉曾与LG达成协议,将使其中国工厂的锂电池产量增加一倍以上,来满足上海超级工厂特斯拉Model Y对于电池的需求。值得一提的是,LG还宣布将生产与特斯拉4680电池相同规格的新产品。 LG一直在致力于超高镍NCMA锂电池的研究,这个概念是由韩国汉阳大学及韩国本土动力电池企业在2016年提出的,该电池不仅可以使成本大大降低,还具有提升电池能量密度、改善充放电性能等优点。 通过证实是新化学物质的价
[汽车电子]
一种锂电池组保护板均衡充电的设计与实现
本文针对动力 锂电池 成组使用,各节 锂电池 均要求 充电 过电压、放电欠电压、过流、短路的保护, 充电 过程中要实现整组电池均衡 充电 的问题,介绍了一种采用单节 锂电池 保护芯片对任意串联数的成组锂电池进行保护的含均衡充电功能的电池组保护板的设计方案。经过仿真结果和工业生产应用证明,该保护板的保护功能完善,工作稳定,性价比高。 常用的均衡充电技术包括恒定分流电阻均衡充电、通断分流电阻均衡充电、平均电池电压均衡充电、开关电容均衡充电、降压型变换器均衡充电、电感均衡充电等。成组的锂电池串联充电时,应保证每节电池均衡充电,否则使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。而现有的单节锂电池保护芯片均不含均衡充电控制
[电源管理]
一种<font color='red'>锂电池</font>组保护板均衡充电的设计与实现
新能源汽车传利好 机构热炒锂电池概念
比亚迪涨幅“一骑绝尘”   昨天,一根中阳线将A股市场上周以来的阴霾一扫而光,沪指在收复2500点失地的同时也一举站上5日、10日均线,个股普涨、涨停板遍地开花的热闹景象重现,沪深两市涨停的非ST股达28只。   昨天最耀眼的无疑是锂电池板块,受新能源汽车政策利好的刺激,昨天锂电池板块的个股一只只奔向涨停板,至收盘共有8只个股涨停。 机构资金独捧比亚迪   日前,科技部、发改委、财政部、工业和信息化部正式下发《关于进一步做好节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》,要求试点城市积极研究针对新能源汽车免除车牌拍卖、摇号、限行等限制措施,并出台停车费、道路通行费等扶持政策。   新能源汽车传利好,受益最大的将是锂电
[汽车电子]
热门资源推荐
热门放大器推荐
  •  pdf文件树莓派开发实战(第2版) ([英]simon Monk 蒙克)
  •  pdf文件一本书看懂新能源汽车
  •  pdf文件燃料电池汽车建模及仿真技术
  •  pdf文件汽车电力驱动系统构造
  • 系统发生错误

    系统发生错误

    您可以选择 [ 重试 ] [ 返回 ] 或者 [ 回到首页 ]

    [ 错误信息 ]

    页面错误!请稍后再试~

小广播
最新汽车电子文章
换一换 更多 相关热搜器件

 
EEWorld订阅号

 
EEWorld服务号

 
汽车开发圈

电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved