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)自行車還在用鉛酸電池，原因是價(jià)廉，有需求就會(huì)有銷路。比鋁空氣電池差一些的鋅空氣電池又稱鋅氧電池，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)營點(diǎn)、汽配商店等購買，對(duì)普及此電池電動(dòng)車十分有利。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，且無腐蝕，工作安全可靠。只是鋅電極在電解還原過程中，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)汽車上，成本較高?，F(xiàn)在試驗(yàn)電池的電荷容量僅是鉛酸電池的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、墨西哥，新加坡及一些歐洲國家都已在郵政車、公共汽車、摩托車上進(jìn)行試用，也是一極有前途的電動(dòng)車用電池。【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。】動(dòng)力鋰電池能夠大電流充放電。用于電動(dòng)車輛、電動(dòng)自行車、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、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)保無污染，無重金屬污染;(5)使用更安全，沒有酸液流出，沒有過充、過放電現(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——鋰電芯都是通過國家質(zhì)量認(rèn)證的，并經(jīng)過短路、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矗瑥U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)格貴買一輛電動(dòng)自行車要多付約1000元的錢，所以老掉牙的電池現(xiàn)在仍然有市場(chǎng)。】老百姓買不起市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下利潤的積極性導(dǎo)致賣到幾千萬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)車能跑140公里。但充電器一定要換鋰電池專用的。其他設(shè)備都不變。(現(xiàn)在的鋰電池貴，不過這是電動(dòng)車未來的發(fā)展方向，將來計(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)量最豐富的國家是幾、澳、越、巴西、牙買加，5國總儲(chǔ)量占全球總儲(chǔ)量的70%，5國資源儲(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)該成為中國能源發(fā)展的方向。鋁是一種高強(qiáng)度的能量載體，是開發(fā)電池的理想電極材料。近年來通過開發(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)重降低鋁陽極效率。因此鋁陽極研究過程中需要解決的主要問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;車子在顛簸的路面運(yùn)行時(shí)，電能有波動(dòng)?！镜怯糜谧孕熊嚨膭?dòng)力，在20公里速度下功率會(huì)小很多為什么就不能優(yōu)先考慮讓自行車首先使用這電池呢?國內(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)踐過程中不斷地完善。是否可以設(shè)計(jì)加入一些簡單的技術(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發(fā)展吧。中國的鋁多的是，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】上述問題和復(fù)雜性總是得不到解決，是長期以來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)。并且能否長期穩(wěn)定運(yùn)行依然不確定。。但是鋁空氣電池在中國用于海上航標(biāo)燈卻非常適合。

　　而美國鋁業(yè)開發(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?yán)m(xù)航里程可以達(dá)到1000英里，并且可長久使用。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，目前中科院等國內(nèi)高等院校、科研單位早已開展了鋁空、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，鋁電池未來有望商業(yè)化。報(bào)道稱，據(jù)該項(xiàng)新發(fā)明的專利持有人介紹，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、萬安培級(jí);二是以鋁作為材料，又解決了鋁的自腐問題，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)專家介紹，該項(xiàng)目標(biāo)志著我國新能源領(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)叉車上應(yīng)用，效果非常好，未來投入工業(yè)生產(chǎn)后，適用范圍廣。相信能夠使用在自行車上僅僅是時(shí)間問題。設(shè)計(jì)一人能跑1000公里應(yīng)該不成問題。

　　由于對(duì)環(huán)境的影響相對(duì)較小，電動(dòng)汽車日益受到各國重視，其前景也被廣泛看好。燃料電池汽車是電動(dòng)汽車電池的一種，氫燃料電池車已在加快有錢人的市場(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，鋅空氣電池和鋁空氣電池已列入研發(fā)范圍。另據(jù)媒體報(bào)道，在2014年亞特蘭大先進(jìn)汽車電池會(huì)議上，美國鋁業(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)問題簽訂了聯(lián)合開發(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，特斯拉的專利技術(shù)也在瞄準(zhǔn)金屬空氣電池，未來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，優(yōu)點(diǎn)是車子比較輕，適合有錢女性朋友短距離不負(fù)重騎行!但有錢人往往坐汽車的多，所以銷路在勞動(dòng)人民范圍是不容樂觀的，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?？梢婁\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。鋅電極可隨意買到，對(duì)普及電動(dòng)車十分有利。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、墨西哥，新加坡及一些歐洲國家都已在郵政車、公共汽車、自行車上進(jìn)行試用，也是一極有前途的電動(dòng)車電池。對(duì)比可知道，上述的新型的中國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。