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新能源汽车到底哪种电池靠谱?

发布时间:2019-05-04 16:11 人气: °  
自从特斯拉被热炒之后,几乎每隔一段时间就会冒出几篇高科技电池电动车的新闻。什么丰田的氢燃料电动车,能跑1600公里的铝电池电动车,一次充电跑600公里的液流电池车,石墨烯电池,铝离子电池似乎,我们现在用锂电池简直是太蠢了,新的能源早就应该到来了,

  自从特斯拉被热炒之后,几乎每隔一段时间就会冒出几篇高科技电池电动车的新闻。什么丰田的氢燃料电动车,能跑1600公里的铝电池电动车,一次充电跑600公里的液流电池车,石墨烯电池,铝离子电池……似乎,我们现在用锂电池简直是太蠢了,新的能源早就应该到来了,但事实真的像新闻描述的那么美好吗?我们来看看。

  电动车的核心技术是电池、电机、电控,然后就是传统汽车上的底盘技术之类的东西。其中电机技术现在已经比较成熟,电控随着摩尔定律也在不断进步,汽车底盘技术发展了这么多年,更不是瓶颈。

  三、能量补充速度要快,充电或者换电都要快,要不然就只能限定在城市通勤,白天跑晚上充电的模式。

  现在已经上市的电动车,主要有两种电池,一种高速电动车的锂离子电池,包括磷酸铁锂、锰酸锂、三元锂电池等等。还有一种是低速电动车的铅酸电池。

  就电动车的要求要看,锂电池功率密度和能量密度都不错,但是充电没法快,价格也高昂。没有补贴支持的话,只能用于特斯拉这种高定位的车型。

  铅酸电池功率密度和能量密度都低,充电也慢,但是价格相对便宜,用在短途低速电动车上比较适宜。但是有污染问题,现在中国不鼓励发展。

  其他中很牛的这个电池,那个电池,很遗憾,还没有能够量产上,有几种有实验性的公交线在用。真正通过了实践检验,现实中可以大规模使用的就这两种。中高级电池或者根本就不靠谱,或者还在实验室阶段。

  我们先来日本搞得氢燃料电池,燃料电池我们可以理解成一种加燃料产生电能,一般不充电的电池。也就是说,氢燃料电池的充电方式其实就是加注氢,和我们传统汽车加油是一样的。

  氢燃料电池电动车的优势是没有污染物排放,氢发电,电机驱动车辆,我们只要把加油站换成加氢站就可以了。

  这个过程看上去很简单,但是问题出在氢的制造、运输、储存上。气态氢气需要高压气罐储存,液态氢气需要大量电能维持在很低的温度。使用远比燃油麻烦。

  虽然氢气制造并不是很困难,但是把制造好的氢气运输到加氢站,就需要铺设专门的管道。而加氢站给氢燃料电池电动车加氢,也需要专门的设备。(氢有氢脆,对传输、储存的材料要求很高,氢气很容易泄露爆炸燃烧,对设备的安全性要求也很高)

  燃油,天然气都有现成的基础设施可以利用,锂电池有现成的电网可以利用。而氢燃料电池电动车需要从头建立一整套制造、运输、储存的系统,全套的基础设施。这个难度太大。

  所以,除非有不计成本的补贴建设全套基础设施,否则氢燃料电池电动车就是个花瓶。日本搞这个因为日本在整个氢燃料产业链上全部占有制高点,其他国家不会那么傻,自己投入巨资重建一套系统,还让日本人掌控命脉,所以氢燃料电池难以推广。

  铝空气电池虽然是金属电池,其实也应该算作燃料电池。通常铝空气电池也是不充电的,只需要更换铝材料即可。

  这种金属燃料电池的优点是能量密度比大,缺点是功率密度比低。用在低功率的助听器上没有问题,用在汽车上功率会不太够,往往要配合功率高的锂电池使用。

  铝空气电池比锌空气电池能量密度更高,有更好的前途,但是因为铝的化学性题,难以安全稳定,目前连可以量产的成品都没有,实用化为时尚早。

  而且,金属燃料电池因为不充电,同样面临着产业链的问题。无论是锌空气电池还是铝空气电池,都是下面这种循环。

  在这个流程中,需要建立一条从制造到运输,到更换,到回收的产业链。同样涉及到基础设施建设。建立遍布全国的换电站几乎是不可能完成的任务。

  所以,即使铝空气电池成功,也只能用于城市公交、出租一类可以固定换电(出租车在出租公司,公交车在公交公司)的场所。全面普及和氢燃料电池同样困难。

  液流电池是普通的化学电池,它的特点是把正极和负极电解液单独存放,解决了普通化学电池活性物质利用率的问题。理论上可以有更高的能量密度,而且充放电次数也更多,有非常理想的性能。

  但是液流电池受制于材料和电解液的浓度,发展了多年能量密度依然很低,储能电站可以使用,不能用到汽车。

  麻省理工的科学家蒋业明博士发明了半固态锂液流电池,在材料上做了革新,让电解液浓度大幅度提升,这就让能量密度和功率密度达到了实用化的水平。

  NanoFlowcellAG公司推出液流电池汽车,从其给出的技术指标看,似乎是做到了很高的能量密度,可以实用化,目前车辆已经开始测试。但还有待验证。

  但是,液流电池只要把实验室技术成量产产品,就可以真正改变电动车行业。让电动车跑的更远,价格更便宜(液流电池的原理决定它所使用的昂贵材料更少),充电更快(液流电池可以通过电网充电,也可以直接更换电解液完成快速充电,不过更换电解液同样需要产业链配套)

  石墨烯有很大的比表面积,可以携带更多的锂离子,得到和失去锂离子的速度都很快,这种特性给锂电池增加容量,加快充放电速度提供了物理基础。

  但是在试验中,石墨烯做负极的锂电池循环寿命很差,充放电快,但是两次就失效了,显然是不能用的。

  于是,人们就开始研发各种各样的复合材料来做负极,试图找到一种材料,能把充放电速度快、长循环寿命、高能量密度,低成本结合起来。

  水氢机是广东合即得能源科技有限公司多年来针对燃料电池氢能氢源的瓶颈难题,及传统锂电池能效比低和充电难、污染转移等问题而研发的一款新型发电装置,采用催化重整及纯化多项技术从醇水中获得高纯氢,通过质子膜系统产生电、热等多种能源。

  水氢机中有三个系统,即制氢系统、发电系统和控制集成系统。制氢系统以甲醇水溶液(甲醇与水的摩尔比为1:1)为原料,通过汽化——催化重整——纯化成超高纯氢气,为发电系统(质子膜系统)供氢,氢气纯度高达99.9999%;发电系统以制氢系统产生的氢气为原料,通过质子膜系统产生电能;控制集成系统由氢、氧、水、热、电、信号等进行交互结合而成,包括制氢系统与发电系统之间的调气子系统、控制氧气的泵系统、换热系统、热回收利用系统、生成水回收系统、发出电的导流输出控制系统、各部件信号传输系统及整体软件协调控制系统等。

  水氢机是一种无污染、长效、稳定可靠的动力电源,是一款对十分友好的发电机。水氢机可根据不同实用和要求而变动,具有很大的适应性,既能用于陆地也能用于深海,既可做动力电源,又能作长寿命高比能的信号电源,是一款十分强大的电源,有很广阔的应用前景。

  虽然因目前还没有被大规模普及应用而不为大多数人所熟知,但水氢机却有着我们已知燃料电池、锂电池无可比拟的特点,是一种绿色、高效的氢能应用技术。目前,水氢机已在电动汽车、通讯基站电源、充电等领域显示出巨大的应用前景。

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