可续航1600公里铝空气电池诞生 马斯克会哭么

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　Alcoa(美铝公司)和以色列Phinergy公司最近在位于蒙特利尔的维伦纽夫赛车场对一台电动车进行了测试，而真正惊人的是随后发布的新闻稿――该车搭载了两家公司联合开发的铝空气电池后，其续航里程可以增加到994英里(约合1600公里).

　　众所周知，续航里程短(通常只能达到150到200公里)一直是阻挠纯电动汽车广泛应用的头号敌人。而目前广泛采用的锂离子电池的提升空间有限(有专家认为其能量密度还能提高一倍、电池成本可以降低50%、减重一半，这基本就是极限)，为了取代(或部分取代)传统燃油车，许多企业、机构都在积极研发全新的电池材料，特别是金属空气电池。

　　铝-空气电池正是其中的一个方向，1600公里远超现有的任何动力电池汽车――包括充满电能跑500公里的特斯拉Mobel S，甚至连插电式混合动力车&增程式电动车(续航在500公里左右)、乃至氢燃料电池车(续航在500-600公里以上)也望尘莫及。

　　Phinergy公司表示，这样一个电池组重约100公斤，内装50块电池板，仅一块铝空气电池板就可以驱动车辆行驶约20英里(约合32公里).

　　早在今年年初，美铝公司和Phinergy公司正式签署联合开发协议时就公布了自己产品的性能指标，于是有人在特斯拉股东大会上以此问特斯拉CEO马斯克：“是否担心其他厂商在电池领域的突破？”“钢铁侠”只是满不在乎地说：“到目前为止，那些所谓能够超越特斯拉的‘突破’都还停留在实验室里，没有‘诞生’呢。”

　　不过，金属空气电池――这一技术设想已存在了一百年――真有可能给马斯克“一记闷棍”。他的超级电池工厂可能还没破土动工，就已经被人甩在后面了。

　　铝-空气电池作为非充电电池，早在20世纪60年代便已问世，其具有的较高的能量密度一直令人神往。用一组数字就能让你明白：铝空气电池的理论能量密度为8100Wh/Kg，而特斯拉的锂电池的密度是200wh/Kg.

　　然而，由于铝-空气电池在放电过程中阳极腐蚀会产生氢，这不仅会导致阳极材料的过度消耗，而且还会增加电池内部的电学损耗。这严重阻碍了铝-空气电池的商业化进程。

　　Phinergy公司表示“已经攻克了这一难题”。该公司开发出的铝-空气电池的空气阴极配备有专用的银基催化剂，其采用了独特的创新结构，该结构可以使氧气顺利通过，而可以将二氧化碳阻隔在外。通过该创新结构，Phinergy铝-空气电池的空气阴极可以有效避免电极的碳化问题，其工作寿命也因此可以达到数千小时。

　　铝空气电池的另一个优势是维护方便。按照现在的技术方案，铝空气电池主要是作为锂电池的补充电源，即锂电池能量耗尽后，铝空气电池才会“接手”，用户也无需对其充电(实际上是无法充电)，只要每一到两个月注入自来水以支持化学反应，每年让技术人员对它进行一次保养即可。据称该电池的寿命可达20到30年(现在较好的锂电池一般在5年后也需要更换).

　　美铝公司加拿大总经理Martin Briere透露，两家公司有望获得加拿大魁北克省的资助，在该地进一步开发铝空气电池的潜力，“我们相信能够消除用户的‘里程忧虑’，推动电动汽车的商业化。”

　　“当你买一辆车的时候，你想要的是自由。但如果你买的是一辆行驶距离有限、还得经常找个充电站(充电桩)充电的车，自由从何谈起？”Aviv Tzidon――Phinergy公司CEO如是说，“不要把你想不到的点子‘一棒子打死’。30年前还没有纳米技术和计算机呢。所以，为什么不可以想像没有BMS的锂电池(甚至没有锂电池的电动车)呢？是的，它(即电动车)无法开动，但谁知道未来呢？”

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铝电池 注水续航千里不是梦 2014/7/11 来源:浙江日报   

【中国铝业网】3000公里，有多远?相当于从杭州自驾到丽江。如果驾驶汽油燃料汽车，这趟旅程的油费成本在2000元左右，如果驾驶电动汽车，能源成本或许会大大下降。不过，这可能吗?
　　
　　　

　　这在理论上将是可行的。日前，美国铝业公司与以色列Phinergy公司在蒙特利尔向大众展示了这样一种具有超级续航能力的电池技术：100公斤重的铝空气电池储存了可行驶3000公里的足够电量，只需每月加注清水。相比之下，特斯拉ModelS的电池超过500公斤，而行驶里程不到500公里。
　　
　　铝空气电池真的只需加水就能续航?为何在电动汽车发展中，锂离子电池成功超越铝空气电池，它的技术瓶颈在哪里?未来，铝空气电池能否取代锂离子电池……今天，记者就电池未来新技术采访了浙江吉利汽车研究院电动汽车研发高级项目经理杜志强、车载电池系统高级工程师陈涛。
　　
　　多用于应急电源
　　
　　“铝空气电池并不是传统意义上用于多次存储电能的电池，而是一种释放电能的化学反应装置。”陈涛说，它的工作原理就是活性金属在水中发生氧化反应释放能量的过程??通过电解液及特殊的电极材料，将释放的能量以电能的形式输出。
　　
　　通俗点说，对于铝空气电池来说，其中的活性金属就是铝，类似的还有锌空气电池、镁空气电池等，只是根据金属的活性(在水或空气中发生氧化反应的剧烈程度)不同，所使用的电解液及其他辅助材料略有不同而已。
　　
　　“‘只需加注清水’只是在电池的生命周期内而言的，本质上消耗的物质是铝，而不是水。”陈涛告诉记者，在电池工作过程中，源源不断地输出电能，金属铝也在源源不断地被氧化而消耗，生成氢氧化铝，产生电能是以消耗含有化学能的铝为条件的。“100公斤重的铝空气电池储存了可行驶3000公里的足够电量”，行驶完3000公里后，电池的寿命就结束了，需要重新安装，即补充金属铝。
　　
　　据介绍，铝空气电池早在20世纪60年代就已问世。但直到现在，它的研究多半还停留在理论阶段，实际应用的并不多。在国内，它的研究多集中于应急电源;而在国外，科学家或研究某种电极材料，或研究特殊应用场合的电池系统，正试图寻求铝空气电池应用技术的突破。
　　
　　安全风险待检验
　　
　　“使用不便是铝空气电池目前最大的瓶颈。”陈涛认为，除了较存储电能的电池使用不便外，与其他气体类的燃料电池相比也有诸多不便，比如氢燃料电池，可以将氢气方便地加注、存储、输送至化学反应装置，但对于金属固态物的铝来说，显然不方便。其次，副反应较多、反应过程不易控制，部分反应生成物一定程度上阻碍反应继续进行，释放大量热，同时产生易燃易爆气体。
　　
　　在电动汽车的研发路上，铝似乎正在扮演更重要的角色。一个有意思的现象是，美国特斯拉电动汽车的续航能力能提高到300公里至400公里，使用的电池主要是镍钴铝三元材料，而我国电动汽车则使用的是镍钴锰。其中的金属之差，正是铝。
　　
　　“特斯拉中采用的铝材料，主要是应用于可多次存储电能的电池。它的作用是，提升电池的能量密度，同等重量的电池可以存储更多电能，让汽车的续驶里程更长。”陈涛认为，单从这一点来看，确实是一个突破。但由此带来的安全风险有待实践的进一步检验。
　　
　　以锂离子电池驱动的电动汽车难以普及，最大障碍是行驶里程有限，目前的续航能力大多在135公里至480公里之间，除非沿途有大量快速充电站，否则不宜驾驶电动汽车远途旅行。少数大于200公里的车辆，价格又特别昂贵，无法普及。
　　
　　车载还是未知数
　　
　　铝空气电池能否替代锂离子电池呢?吉利汽车研究院曾经做过相关的仿真建模实验，从汽车动力学角度研究铝空气电池作为电动汽车车载能源的应用，关注其本身可释放的电量及功率。
　　
　　“从实验结果来看，铝空气电池更适合作为续航备用电池。”杜志强说，铝空气电池是一个能量源，相对于可存储电能的蓄电池而言，同等重量的铝空气电池所能释放的电能更多，其能量密度高，但其可释放的功率却极低，单独使用不满足车用需求，特别是刚起动时。这就相当于一辆燃油汽车，油箱很大，但发动机很小，可以走很长的路，但走得很慢。相比之下，锂离子蓄电池的车速会更加稳定。如采用同等功率(即车辆具备同样车速)的铝空气电池，其重量大概会是锂离子蓄电池的4至5倍。
　　
　　也就是说，一辆电动汽车的标配能量应该是，实际使用中取铝空气电池所长，获得更长的续驶里程，同时也要补铝空气电池所短，配一个功率型的电池，使车辆具备不错的动力性能。
　　
　　“对于车载应用，铝空气电池依然是个未知数。”杜志强认为，目前铝空气电池在移动通讯设备和笔记本电脑上有些应用，但都是实验性的，并不是很广泛。未来在电动汽车领域的应用，还有很多技术问题亟待解决，能否成功成为电动汽车车载能源，还要靠市场最终选择。在其他领域，从铝空气电池本身技术特点来看，作为应急电源和移动电站似乎更合适。
　　
　　而从目前吉利的电动汽车电池选择上，基本与行业一致，即将量产车型以磷酸铁锂为主，正在研发的车型基本上都开始应用三元材料。杜志强说，“我个人认为，未来的发展方向是在现有电池基础上，增加燃料电池，形成‘燃料电池+蓄电池’的混合车载电源，在燃料电池选择上，氢燃料电池优于铝空气电池等金属燃料电池。”