续航里程800公里锂空气电池是否能拯救电动汽车?

本文摘要:为什么要以800公里为目标呢?因为这个数值是大部分人对汽车续航里程的希望最高值,如果电动车的续航里程无法超过800公里,并且成本能被大多数人拒绝接受,那么电动车就较少了普及的有可能。 所以,我们将这个数值原作为我们Battery500项目的目标。这个项目从2009年就开始了,由阿尔马安研究中心主导。 此后,IBM与来自欧洲、亚洲以及美国的众多商业伙伴、研究院联合展开了这项研究。 Battery500项目基于金属-空气技术。

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为什么要以800公里为目标呢?因为这个数值是大部分人对汽车续航里程的希望最高值,如果电动车的续航里程无法超过800公里,并且成本能被大多数人拒绝接受,那么电动车就较少了普及的有可能。  所以,我们将这个数值原作为我们Battery500项目的目标。这个项目从2009年就开始了,由阿尔马安研究中心主导。

此后,IBM与来自欧洲、亚洲以及美国的众多商业伙伴、研究院联合展开了这项研究。  Battery500项目基于金属-空气技术。

比起于锂电池,金属-空气电池需要在单位质量内享有更好的能量。项目研究至今,仍然还必须几年的时间才需要商业化。但是通过这七年的实验来看,我们不足以指出:未来金属-空气电池在电动车上确实用武之地。

  为什么叫金属-空气电池?  以锂-空气电池为事例,要搞清楚这个问题,再行来想到锂离子电池(即现在少见的锂电池)与锂空气电池的区别。  右图为锂离子电池在充放电时电池内部状态转身。传统锂离子电池中,负极是碳,而负极则是由有所不同的过渡性金属氧化物构成,比如钴、镍、锰等。

两个电极都洗净在溶有锂盐的电解液中。在充放电时,锂离子不会从一个电极向另外一个电极移动。

移动的方向根据根据电池状态的有所不同,电池或者静电,而有所不同。在充放电时,锂离子最后不会映射到电极材料的原子层,因而最后电池的容量大小各不相同有多少材料需要容纳锂离子,即由电极的体积与质量要求。

  锂离子电池△锂离子电池充放电过程转身  锂-空气电池有所不同。在金属-空气电池中,再次发生的是电气化学反应。在放电过程中,所含锂的负极释放出来锂离子,锂离子向负极移动,并在负极表面与氧气再次发生反应,构成过氧化锂(Li2O2)。

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  锂离子、电子与氧气是在多孔碳构成的负极表面产生反应,因为化学反应并非再次发生在负极上,最后容纳锂离子的并非是负极材料,因而电池的容量与负极材料的体积或质量并没过于大关系,只要有充足大的表面积才可。  也就是说,锂-空气电池的容量并不是由电极的体积与质量要求,而是电极的表面积。

这就是为什么在锂空气电池中,质量较小的电极也需要储存大量的能量,从而获得较高的能量密度。  锂-空气电池△锂-空气电池充放电过程转身  当然,除了能量密度之外,成本也是一个很最重要的考虑到因素。

电池的售价目前在200-300美元/千瓦时,如果按每千瓦时能跑完5-6公里计算出来的话,800公里必须一个150千瓦时的电池,就必须3万-4.5万美元。而一辆宝马2系由的汽车也只必须3.3万美元。所以,如果想量产的话,每千瓦时的价格必需上升到100美元以下。


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