盘点5大时尚引力电池技能,铝空气电瓶推进新财

>

本周以来,围绕新能源汽车概念的炒作此起彼伏:除了整车外,锂电池相关板块也普遍获得资金青睐。不过,一项新技术的问世,或将令此次新能源汽车风出现新的风向。

在交通运输领域,人们一直在寻找新能源以应对日益严重的资源枯萎及环境问题。作为新能源汽车的发展方向之一,电动车伴随着特斯拉的热潮,进入到消费者的视线中。但在目前情况下,想获得更多消费者的认可,续航里程无疑是重点考虑对象,而这很大程度上正是取决于电池的性能。为了获得更大的续航里程,汽车厂商及电池供应商都在寻求技术上的突破。近日小编在对将推出的新电池技术进行统计后发现:全新材质电池以及现有锂离子电池的改进,正成为电动汽车发展的趋势,未来随着新电池技术的推出,电动车续航里程有望达到特斯拉四倍,达到1600公里之多。

据媒体报道,日前在2014年亚特兰大先进汽车电池会议上,美国铝业公司与以色列Phinergy公司就Phinergy铝-空气电池的进一步研发问题签订了联合开发协议。Phinergy铝-空气电池可以有效提高电动汽车的续航里程,其中联合开发协议中具体业务范围主要包括新材料、新工艺以及零部件等领域,且此次联合开发的目的就是为了尽快地推动铝-空气电池的商业化进程。分析人士表示,除了美铝的最新研究成果外,特斯拉的专利技术也在瞄准金属空气电池,未来不排除铝空气电池出现真正商业化契机的可能。

技术1:石墨烯材料电池

铝空气电池将成未来电池方向

厂商:特斯拉

铝空气电池作为非充电电池,早在20世纪60年代便已问世,并具有非常高的能量密度。铝空气电池由催化空气阴极、电解质和金属铝阳极组成,其理论能量比为8.1千瓦时/千克,仅次于锂-空气电池的13.0千瓦时/千克。然而,由于铝空气电池在放电过程中阳极腐蚀会产生氢,这不仅会导致阳极材料的过度消耗,而且还会增加电池内部的电学损耗,因而严重阻碍了铝-空气电池的商业化进程。以往解决以上问题的方法主要是将高纯度金属铝中掺杂特定的合金元素以提高金属铝阳极耐腐蚀性,或者在电解质中添加腐蚀抑制剂。

目前Model S配备85kWh电池组之后,最大续航里程为426公里。对于这一数值,特斯拉CEO马斯克并不满意,其在接受英国汽车媒体杂志采访时表示:目前我们正在研究高性能电池,特斯拉汽车很快将能行驶805公里。特斯拉对电池技术的革新,将引发市场对提升锂电池能量密度材料的关注。据了解,特斯拉新电池将采用石墨烯材质,其具有高导电和良好的柔韧性,是柔性储能器件的理想候选材料之一。

美铝公司执行副总裁兼首席技术官Raymond Kilmer博士最新表示,美铝公司在技术材料方面具有非常广泛的专业知识,并且在新产品商业化方面具有丰富的经验,此次将Phinergy铝空气电池商业化对于Phinergy公司而言也非常具有吸引力。目前,汽车行业正在寻求一种可以替代传统汽油的全新零排放无污染能源,而Phinergy铝空气电池可以保证汽车具有良好的巡航里程,因此该Phinergy铝-空气电池是最有可能替代传统汽油实现零排放无污染的新能源。

技术2:铝空气电池

Phinergy公司方面表示,已开发出一种金属铝阳极专有生产工艺,该工艺可以提高金属铝的能量利用,并降低不必要的化学反应能量消耗。Phinergy公司还表示,其还开发了一套先进的电池管理系统,目的是为了提高电池的能量利用。Phinergy铝空气电池的空气阴极配备有专用的银基催化剂,其采用了独特的创新结构,该结构可以使氧气顺利通过,而可以将二氧化碳阻隔在外。通过该创新结构,Phinergy铝空气电池的空气阴极可以有效避免电极的碳化问题,工作寿命也因此可以达到数千小时。Phinergy铝空气电池工作时,其内部的金属铝反应变为氢氧化铝。而氢氧化铝可以经过铝厂加工进行回收利用,这样便可以实现可持续利用。

厂商:Alcoa和以色列Phinergy公司

根据Phinergy公司介绍,Phinergy铝空气电池中共包含50块铝板[ 有色商机:铝板网 ],其中每一块铝板所产生的能量都可以单独驱动汽车行驶20英里,因此整个Phinergy铝空气电池的续航里程可以达到1000英里。另外,Phinergy铝空气电池也已经成功集成应用到了电动汽车展示中。除应用在电动汽车行业中外,Phinergy还表示其金属空气电池还可以应用于固定能源应用,如医院、数据中心用商业应急发电机,通用发电机以及可移动房屋、无人驾驶汽车等国防应用等。

在新研发的电池技术中,铝空气电池正成为新的发展方向。近日以色列Phinergy公司表示:试验用车的一个电池组重约100公斤,内装50块电池板,仅一块铝空气电池板就可以驱动车辆行驶约32公里,最高续航里程可达1600公里。该公司还表示,开发出的铝-空气电池的空气阴极配备有专用的银基催化剂,其采用了独特的创新结构,该结构可以使氧气顺利通过,而可以将二氧化碳阻隔在外。通过该创新结构,Phinergy铝-空气电池的空气阴极可以有效避免电极的碳化问题,其工作寿命也因此可以达到数千小时。

特斯拉专利瞄准金属空气电池

技术3:“液流电池”技术

电动汽车最大的发展瓶颈来源于电池技术,因为电动汽车普遍存在充电时间长、行驶距离短等致命缺点。

厂商:Nunzio La Vecchia

不过这些致命缺点正在被攻克,一个叫Tesla Motors的公司最新泄漏的专利显示,其已经在汽车电池领域获得重大突破。据媒体报道,该专利描述了此电池组由锂离子和金属空气电池(lithium-ion and metal-air)组成,充一次电可以让汽车行驶距离达400英里。而英文字母E代表经济性,特斯拉Model E被寄予了铺平电动汽车大规模应用道路的厚望,预计这款电动汽车的售价为3万美元,续航里程将达200英里。

在今年的日内瓦车展上,Quant公司旗下电动车e-Sportlimousine首次亮相,新车具有2900牛·米的峰值扭矩,百公里加速时间仅需2.8秒。据了解,新车一次充电能跑400至600公里。该车的最大亮点是它的flow-cell技术,该技术被称作是介于普通电池和燃料电池之间的技术,液体电解质会在两个容器之间流动,而电荷就从一个容器到另一个容器,这样就能够提供电动传动系统足够的能量。相比当今电动汽车提供动力的锂离子电池技术而言,nanoFLOWCELL 同重量的车型性能高出四倍,也就是说它的可行驶里程是同等重量传统元件的五倍。

另外,据外媒报道,特斯拉汽车公司于2010年12月8日提出了电动汽车增程混合动力电池组系统的专利申请,2013年6月25日美国专利局审核通过。这套混合动力总成不会配有汽油发动机,该专利所指的混合动力系统实际上是从电到电,使用两种类型的电池,从理论上讲能够给予电动汽车更长的续航里程。

技术4:改进电池分析技术

据介绍,特斯拉的增程混合动力电池组系统包含标准的锂离子电池组、控制器和常规电动机。复杂的是,还另配有一个金属空气化学电池组。锂离子电池组直接给车供电,金属空气电池组为锂离子电池组提供电能。在特斯拉的专利设计中,金属空气电池组基本上取代了增程式内燃机。金属空气电池能量密度高,能储存更多的电能,理论上可以起到增程的作用,但其功率密度相对较低。

厂商:日产汽车

业内人士表示,电动汽车要成为真正的主流产品,电池技术需要取得巨大飞跃。目前仍未跨过续航里程短、充电时间长、电池成本高三座大山,这意味着电动汽车不能平民化。特斯拉未来计划推出的Model E正是一款针对普罗大众的电动汽车产品。因此,特斯拉需要将电池成本压缩到比现在更低的水平。

现款聆风的续航里程约为150km,而换代车型的续航里程将会达到300km。这要得益于全新的电池化学技术,在今年3月日产对外宣布,其正在开发一项新的电池分析技术,利用该技术可直接观察锂离子电池充放电时正极材料中的电子运动,从而进一步研究和设计电池材料,研发出容量更高、寿命更长的电池。据悉这能将现款电动车的续航能力最高提升100%。

据悉,特斯拉所使用的高能量密度电池有一个巨大的缺点,即循环寿命低,一个周期被定义为电池额定千瓦时的完整放电循环过程。而沃蓝达利用了额定功率的65%,每次完全放电使用了0.65生命周期。也就是说,特斯拉利用的电池额定功率接近90%,以85千瓦时版Model S为例,其单次充电续航里程为300公里,每次完全放电使用了0.9生命周期;行驶到10万英里时,电池会放电333次;放电深度达到90%,相当于300次循环,可轻易达到500次的循环周期。而沃蓝达单次充电的续航里程仅为38英里,行驶到10万英里时,电池循环周期必须达到1710次,比特斯拉高出很多。

有业内人士指出,特斯拉的专利无非是一个混合动力电池,类似沃蓝达的电池,可满足日常驾驶(通常不超过40英里),每天需要充电。根据驾驶习惯统计,增程电池很少被使用,因此可以是循环寿命很低的化学成分。而且增程电池不一定必须由金属空气构成,可以是任何能量密度高、循环寿命低、成本低的化学成分。因此,特斯拉的增程混合动力电池组系统只是一个延伸的理念,该理念是否可取,还需看特斯拉Model E电动汽车的表现。

本文由香港马会网站发布于汽车资讯,转载请注明出处:盘点5大时尚引力电池技能,铝空气电瓶推进新财

TAG标签:
Ctrl+D 将本页面保存为书签,全面了解最新资讯,方便快捷。