一种新型动力电池的设计-钠空气储能电池

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1、一种新型汽车动力电池的设计钠空气储能电池设计者：张满云合作意向:希望得到新能源汽车企业的帮助，让一个设计蓝变成改变汽车世界的创新成果，共创共羸联系电话:15689956922联系邮箱:zhangmanyun2008@163.con一、汽车动力电池发展现状电池是电动汽车的动力源泉，也是一直制约电动汽车发展的关键因素。虽然世界各国大力开发和推广许多种类的电动汽车电池。但到目前为止，动力蓄电池的比能量远远低于汽汕机，较长的充电吋间，较短续驶里程成为电动车发展致命的弱点。制约电动汽车发展的因素1、电池比能量低目前市场上使用的铅酸电池比能量约35-

2、44w•h/Kg,锂离子电池约80-90'”h/Kg,锂聚合物电池约120-140'”h/Kg。相比汽油高达12000w•h/Kg比能暈，现有电动汽车所使用的电池都不能在储存足够能暈的前提下保持合理的尺十和质量。口前电动汽车一次充电后的续驶里程~般为100-500km，并且这个数字通常还需要保持适当的行驶速度及具有良好的电池调节系统才能得到保证。2、电池使用寿命太短，安全性差普通蓄电池充放电次数仅为300-400次，即使性能良好的蓄电池充放电次数也不过700-900次，按每年充放电200次计算，一个蓄电池的寿命最多为4年，与燃油汽车的寿命

3、相比太短。另外，不M类型的电池在性能方面都有各自的优势和不足。例如，铅酸电池成木低，原材料丰富且易于回收，但续驶里程短、加速动力差且奇命短。钠硫电池的比能量较高，能够提供较长的续驶里程，侃它要求的工作环境较苛刻，且其活性物质具有强腐化性并易爆炸。就整体来看，成熟电池的寿命都和对较短。3、电池充电时间长，充电站数量少常规蓄电池的充电方法都采用小电流的恒压或恒流充电，一般充电吋闹为5-8,甚至长达10-20h。这种充电方式是利用车载充电器，接220V交流电即可。常规充电模式充电吋间过长，当车辆釘紧急运行需求时难以满足。快速充电电池特别是磷酸铁

4、锃电池的出现，为纯电动汽车的商业化提供了技术支持。快速充电是充电站以较大电流短时间在电动汽车停车的20min-2h内，为其提供短时间充电服务，一般充电电流为150-400A。快速充电也存在缺点即“快充”并不快，相对汽油牢，乘客充一次电也得等待20min以上吋间，而且降低电池使用寿命；充电站成本较高，数量稀少，一旦电量耗尽而不能到达充电站，汽车失去动力而无法行驶。4、氢燃料电池(PEMFC)电动车发展困境氢燃料电池(PEMFC)能将燃料的化学能直接转变为电能，能量转变效率高，比能量和比功率都高，并且可以控制反应过程，能量转化过程可以连续进行

5、，因此是理想的汽车用电池。目前影响燃料电池商业化的有三大障碍。①电池价格高昂(是燃油机的100侪)，燃料电池(PEMFC)需耍贵金展铂作为催化剂，它不仅价格昂贵，而且产量小，而廉价高效新型催化剂还未幵发处出来。②氢气储存困难，对安全性要求很高,即使用传统油箱三倍以上的体积储存氢气，也只能保证汽油动力汽车一半的续驶里程。其次，氢气的售价并不廉价，因此燃料电池车的运行成木并不令人乐观。③加氢站等基础网络设施建设儿乎为零，目前全球范围内投入使用的加氢站仅有100家，并且大部分是用丁•实验用途的。三、解决电动汽车发展的关键由于环境问题日益严重，各

6、国政府不得不加大对电动汽车的研究开发。世界各大汽车公司争相研究各种新型的电动汽车。各种类型的电动汽车相继研发成功，并小批量投放市场。但是由于以上因素的制约，电动汽车只占现有汽车数量很少的一部分。从0前国外电动汽车发展水平来看，制约电动车发展的关键凶素是动力电池不理想。因此研发出一种克服上述W难的理想的新型电池，是汽车行业或科技工作者梦寐以求的梦想。笔者出于对新能源汽车的热爱，长期追踪电动车最新的前沿技术。经数年的探索和研究，在比较现宥电池优劣的基础上，构想出能够满足未來需求的一种新型汽车动力电池一钠空气储能电池。!1!钠空气储能电池基本原

7、理和设计思路1、放电过程钠空气储能电池在放电过程中像燃料电池一样，以液态金属钠作为燃料，从空气屮的吸收氧气为氧化剂。这两者在电池内部进过电化学反应生成钠氧化物，化学能转化为电能。而钠氧化物被储存起来。当储存的金属钠被消耗尽后，可以从外部添加金域钠继续运行4V燃料电池纳氧化物纳氧化物储存器钠铖化物可排出/>液态金屈钠4添加金屈钠金属钠储存器2、充电过程在充电过程中，钠氧化物被送入电解池进行电解，产生的金属钠储存起來再次当做燃料，而氧气释放回空气中，电能转化为化学能。纳试化物储存器纳？（化物金属钠储存器电解池lUT液态金属钠4-5V3、电池整

8、体运行原理钠空气储能电池可无需充电，只添加燃料金属钠就能持续运行，因此具有蓄电池和燃料电池二者的优点。在时间充裕，旅途较短的情况下，如上下班。白天可在停车场充电，晚上可用家用电源充电。如果需要