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续航上千公里不是梦,看吉利的金属燃料电池多牛叉

2017-2-3 查看次数:

 

根据吉利汽车发布的“蓝色吉利行动”新能源战略,未来吉利汽车将对6大新能源技术路线实现全面覆盖,其中纯电动、油电混动、插混和甲醇技术已经拥有成熟的技术,而氢燃料电池与金属燃料电池技术尚在开发之中。另外,吉利汽车集团CEO、总裁安聪慧表示:平台化是吉利的未来战略方向,我们以后的产品均将出自模块化平台,以帝豪为基础的纯电动汽车平台FE开发中级车型、纯电动汽车PE平台主打小型车,与沃尔沃合作的CMA平台开发中高级车型。

续航上千公里不是梦,吉利的金属燃料电池是个什么鬼?

对于吉利的新能源战略,估计很多人会有疑惑,除了纯电动、油电混动、插混与氢燃料电池等技术路线,这甲醇与金属燃料电池是个什么鬼?说实话,对于这两个技术,电动君也是很纳闷,虽然很早之前就知道吉利在捣鼓甲醇汽车,但是甲醇毕竟有很大的地区性,主要在我国北方某些甲醇富裕的地方,并不具备全国推广的基础。而金属燃料电池,估计很多人跟电动君一样都知道氢燃料电池,对金属电池比较陌生,单从字面意思来看,它应该是一些活性高的金属与空气中氧气反应发电,进而驱动汽车的电池。

关于吉利甲醇汽车,我同事已经写了一篇,你们可以看微信历史消息一探究竟,本文的重点是金属燃料电池。

金属燃料电池是以金属为燃料,与空气中的氧气发生氧化还原反应产生电能的一种特殊燃料电池,也叫金属空气电池,与氢燃料电池汽车相比,电池反应原理不一样,但是汽车驱动原理却很类似。

它具有原材料丰富、安全环保、能量密度高等一系列优点,被称为“面向21世纪的新型绿色能源”,具有良好的发展和应用前景。

目前,金属燃料电池主要有铝空气电池、镁空气电池、锌空气电池、锂空气电池等,其中,铝空气电池、锌空气电池已经被我国列为“863”重点科技项目,并取得一定进展进入试用阶段。下面将以锌空气电池与锂空气电池为例解析金属空气电池。

锌空气电池

续航上千公里不是梦,吉利的金属燃料电池是个什么鬼?

工作原理是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,化学反应方程式如下:

阳极: Zn 2OH–→ ZnO H2O 2e–

阴极: O2 2H2O 4e–→ 4OH–

综合: 2Zn O2→ 2ZnO

锌空气电池的特点是比能量高,可达到340Wh/kg。安全、放电性能稳定、成本低廉。重量是锂电池的50%,续驶里程是锂电池的200%,初装价格约为锂电池的40%。

应用案例,国内某锌空气电池制造公司联合某整车制造商计划今年推出500辆12米装载锌空气电池的纯电动公交车,整车造价百万,其中电池价格约为40万。

锂空气电池

续航上千公里不是梦,吉利的金属燃料电池是个什么鬼?

续航上千公里不是梦,吉利的金属燃料电池是个什么鬼?

锂-空气电池充放电反应过程

工作原理是用锂作阳极,以空气中的氧气作为阴极。放电时,阳极的锂释放电子后成为锂阳离子(Li ),Li 穿过电解质材料,在阴极与氧气、以及从外电路流过来的电子结合生成氧化锂(Li2O)或者过氧化锂(Li2O2),并留在阴极。锂空气电池的开路电压为2.91 V。

锂空气电池的特点是比能量是锂离子电池的10倍,体积更小,重量更轻。不足之处在于,仍处于实验室阶段,实现商业化尚需要10年左右的时间。

应用案例,英国剑桥大学所研制出的锂空气电池能够循环充电2000次以上。该电池在理论上的能源使用效率超过90%;美国IBMAlmaden Reseach Center正在进行锂空气电池研究,日本旭化成株式会社和Central硝子株式会社两家企业参加了该项目。研究小组计划到2020年实现锂空气电池的大量生产和推广应用。

电动汽车时代点评

当前,中国乃至全世界的新能源汽车发展趋势已毋庸置疑,而当前市场上的主流动力电池是磷酸铁锂与三元锂等,但即便是三元锂电池,它的比能量也并不高。因此,当前提高续航最直接的办法就是堆电池,但是堆电池的弊端是对技术要求更高、成本大幅上涨、安全性同步提升,因此,高续航也是一把双刃剑,而且车企对此并没有找到一种平衡。而且有电池专家表示,10年内锂离子电池技术难以取得大的突破,所以,为了发展新能源,除了锂离子,寻找更好的电池是行业迫切问题。

这时金属空气电池的优点则被一些研究机构挖掘出来,运用金属空气电池的电动汽车,续航能够达到上千公里,有的能达到三千公里。其中锌空气电池是当前最具量产价值的金属空气电池,而吉利当前研究的金属空气电池是不是锌空气电池还不得而知,但是吉利对这个技术的重视的确值得其它自主品牌学习。

另外,金属空气电池有个弊端就是无法重复使用,必须持续提供金属材料,而锂空气电池虽然短时间难以量产,但是它能够重复充放电的特性使之成为金属空气电池里面最重要的电池之一,换言之,锂空气电池可以在车上化学反应进而充电,但是其它金属空气电池就得拆下换上新电池,拆下的电池可以利用峰谷充电使之反向发生化学反应,然后重复用在车上。

 

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