續(xù)航里程800公里 鋰空氣電池是否能拯救電動汽車？

　　為什么要以800公里為目標呢？因為這個數(shù)值是大部分人對汽車續(xù)航里程的期望最高值，如果電動車的續(xù)航里程不能達到800公里，并且成本能被大多數(shù)人接受，那么電動車就少了普及的可能。

　　所以，我們將這個數(shù)值設定為我們Battery500項目的目標。這個項目從2009年就開始了，由阿爾馬登研究中心主導。此后，IBM與來自歐洲、亞洲以及美國的眾多商業(yè)伙伴、研究院共同進行了這項研究。

　　Battery500項目基于金屬-空氣技術。相比于鋰電池，金屬-空氣電池能夠在單位質(zhì)量內(nèi)擁有更多的能量。項目研究至今，依然還需要幾年的時間才能夠商業(yè)化。但是通過這七年的實驗來看，我們足以認為未來金屬-空氣電池在電動車上確有用武之地。

　　為什么叫金屬-空氣電池？

　　以鋰-空氣電池為例，要搞清楚這個問題，先來看看鋰離子電池（即現(xiàn)在常見的鋰電池）與鋰空氣電池的區(qū)別。

　　下圖為鋰離子電池在充放電時電池內(nèi)部狀態(tài)示意。傳統(tǒng)鋰離子電池中，正極是碳，而負極則是由不同的過渡金屬氧化物組成，比如鈷、鎳、錳等。兩個電極都浸泡在溶有鋰鹽的電解液中。在充放電時，鋰離子會從一個電極向另外一個電極移動。移動的方向根據(jù)根據(jù)電池狀態(tài)的不同，充電或者放電，而不同。在充放電時，鋰離子最終會嵌入到電極材料的原子層，因而最終電池的容量大小取決于有多少材料能夠容納鋰離子，即由電極的體積與質(zhì)量決定。

　　鋰離子電池

△鋰離子電池充放電過程示意

　　鋰-空氣電池有所不同。在金屬-空氣電池中，發(fā)生的是電氣化學反應。在放電過程中，含有鋰的正極釋放出鋰離子，鋰離子向負極移動，并在負極表面與氧氣發(fā)生反應，形成過氧化鋰（Li2O2）。

　　鋰離子、電子與氧氣是在多孔碳形成的負極表面產(chǎn)生反應，因為化學反應并非發(fā)生在負極上，最終容納鋰離子的并非是負極材料，因而電池的容量與負極材料的體積或質(zhì)量并沒有太大關系，只要有足夠大的表面積即可。

　　也就是說，鋰-空氣電池的容量并不是由電極的體積與質(zhì)量決定，而是電極的表面積。這就是為什么在鋰空氣電池中，質(zhì)量很小的電極也能夠儲存大量的能量，從而得到較高的能量密度。

　　鋰-空氣電池

△鋰-空氣電池充放電過程示意

　　當然，除了能量密度之外，成本也是一個很重要的考慮因素。電池的售價目前在200-300美元/千瓦時，如果按每千瓦時能跑5-6公里計算的話，800公里需要一個150千瓦時的電池，就需要3萬-4.5萬美元。而一輛寶馬2系的汽車也只需要3.3萬美元。所以，如果想要量產(chǎn)的話，每千瓦時的價格必須下降到100美元以下。

3 第1頁/共3頁   首頁   下一頁   上一頁   尾頁