新兴的电池技术将成为新能源汽车行业的焦点.docx

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1、新兴的电池技术将成为新能源汽车行业的焦点2014-04-28新材料在线引言：锂离子电池是到20世纪90年代初才正式实用化的新兴二次充电电池。相比于传统的铅酸电池、镍氢电池等，锂离子电池的优势特点显著，包括单体电池工作电压高、比能量大、无记忆效应、环境友好等。无论是智能手机中更快的芯片、更大的屏幕，还是电动汽车更强劲的马力、更长的续航里程，所依托的瓶颈突破都指向“能量”。正因为如此，锂离子电池在最近10多年的发展中异军突起，受到市场和投资者的追捧。提升锂离子电池能量密度的主要方法有两种：一是通过电池设计来提高。削减

2、对产生电力没有贡献的部材，比如减薄正负极的集电体及隔膜、减少粘结剂及导电辅助材料等。但这种做法存在极限；二是增大电极活性物质（正负极）的单位重量或者单位体积的容量。锂离子电池的化学原理是充电时，锂离子从正极材料的晶格中脱出，经过电解质后插入到负极材料的晶格中，使得负极富锂，正极贫锂；放电时逆向相反。对正负极材料的开发研究长期以来一直都在进行，比如正极材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等，但这些材料不少已经接近理论极限的容量使用，突破性新材料的引入很可能要做“牵一发而动全身”的改变。小编在此总结了新能源汽车的几大热门的

3、电池技术，大多数还处于实验室研发阶段。虽然距离商业化投产还有相当长一段路，但我们相信移动电子设备的飞速发展会令电池领域的投资增加，从而在一定程度上加速技术和商业方面的突破。一、金属空气电池特斯拉专利瞄准金属空气电池一个叫TeslaMotors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-ionandmetal-air）组成，充一次电可以让汽车行驶距离达400英里（约合650公里）。而英文字母E代表经济性，特斯拉ModelE被寄予

4、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。1、锂空气电池提到金属空气电池，首先必须提到的是锂空气电池，作为储能锂电池的最终解决方案，锂空气电池的研究受到广泛关注，其热度似乎已经超过了锂离子电池。锂空气电池是一种空气电池阳极（负极）采用了金属锂，而阴极（正极）材料，则是空气中的氧，放电过程中，负极的金属锂被氧化，正极的氧气被还原，从而在外电路中产生电流。电动汽车材料科学由于阳极金属锂的质量很轻，而与之反应的阴极反应物氧气就存在与自然环境中，无须保存在电池里，所以其

5、理论能量密度是锂离子电池的近10倍。锂离子电池与锂空气电池的主要区别在于，后者用空气替代了传统的阴极——参与电流流动的一个关键组件。这使得可充电的金属空气电池更轻，相对现如今商业界的同类产品来说，它还有储存更多能量的潜能。虽然锂空气电池这门令人激动的技术被世人所吹捧，但科学家们仍需要解决一些关于它的猜想。研究者们希望能让该种电池能够适应多种领域的应用，他们希望能够向大众呈现出锂空气电池最理想的结构。锂空气电池拥有锂离子高导电率的特性，并能够充放电100次，它向我们展示了未来电池领域广阔的前景。锂空气电池在技术方面

6、的挑战更多，除了金属锂的安全保存问题外，氧化反应后形成的氧化锂性质过于稳定，必须借助催化剂才能完成还原反应。此外，电池的循环次数问题始终没有解决。2、锌空气电池锌空气电池，用活性炭吸附空气中的氧或纯氧作为正极活性物质，以锌为负极，以氯化铵或苛性碱溶液为电解质的一种原电池。又称锌氧电池。由于锌空气电池的正极（空气电极），是利用空气中的氧气作为电极反应的活性物质，而空气中的氧气是取之不尽、用之不竭的，这就使空气电极与作为一般电池正极材料的氧化物电极相比，具有很高的比能量。此外，空气电极又可以在较高的电流密度下工作。锌

7、空气电池的负极是金属锌，它是一种活性比较高、来源广、成本低的电极材料。因此，锌空气电池的特点有：比能量高，一般在200Wh／kg以上；可以在高电流密度下工作；材料来源丰富，成本较低。但是，锌空气电池也存在一些缺点。首先，空气电极的结构比通常的金属氧化物电极要更复杂。其次，空气电极工作时需暴露于空气中，而空气电极又是多孔的，所以实际上也就使电解液暴露于空气中，因此空气电池无法做成密封电池，电解液也会蒸发或被空气中二氧化碳碳酸盐化，而限制了电池的寿命。最后，锌空气电池作为二次电池，其充放电循环数还较低。锌空气电池已经

8、在新能源汽车上得到了使用，虽然锌空气电池目前还未大量投入生产，但由于锌空气电池具有较高的比能量，所以作为如电动汽车蓄电池类动力电源使用，前景也是巨大的。3、铝空气电池铝空气电池的化学反应与锌空气电池类似，铝空气电池以高纯度铝Al（含铝99.99%）为负极、氧为正极，以氢氧化钾（KOH）或氢氧化钠（NaOH）水溶液为电解质。铝摄取空气中的氧，在电池放电时产生化学反应，铝和氧