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1、新興的電池技術將成為新能源汽車行業(yè)的焦點2014-04-28新材料在線引言：鋰離子電池是到20世紀90年代初才正式實用化的新興二次充電電池。相比于傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳氫電池等，鋰離子電池的優(yōu)勢特點顯著，包括單體電池工作電壓高、比能量大、無記憶效應、環(huán)境友好等。無論是智能手機中更快的芯片、更大的屏幕，還是電動汽車更強勁的馬力、更長的續(xù)航里程，所依托的瓶頸突破都指向“能量”。正因為如此，鋰離子電池在最近10多年的發(fā)展中異軍突起，受到市場和投資者的追捧。提升鋰離子電池能量密度的主要方法有兩種：一是通過電池設計來提高。削減
2、對產(chǎn)生電力沒有貢獻的部材，比如減薄正負極的集電體及隔膜、減少粘結劑及導電輔助材料等。但這種做法存在極限；二是增大電極活性物質（正負極）的單位重量或者單位體積的容量。鋰離子電池的化學原理是充電時，鋰離子從正極材料的晶格中脫出，經(jīng)過電解質后插入到負極材料的晶格中，使得負極富鋰，正極貧鋰；放電時逆向相反。對正負極材料的開發(fā)研究長期以來一直都在進行，比如正極材料有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等，但這些材料不少已經(jīng)接近理論極限的容量使用，突破性新材料的引入很可能要做“牽一發(fā)而動全身”的改變。小編在此總結了新能源汽車的幾大熱門的
3、電池技術，大多數(shù)還處于實驗室研發(fā)階段。雖然距離商業(yè)化投產(chǎn)還有相當長一段路，但我們相信移動電子設備的飛速發(fā)展會令電池領域的投資增加，從而在一定程度上加速技術和商業(yè)方面的突破。一、金屬空氣電池特斯拉專利瞄準金屬空氣電池一個叫TeslaMotors的公司最新泄漏的專利顯示，其已經(jīng)在汽車電池領域獲得重大突破。據(jù)媒體報道，該專利描述了此電池組由鋰離子和金屬空氣電池（lithium-ionandmetal-air）組成，充一次電可以讓汽車行駛距離達400英里（約合650公里）。而英文字母E代表經(jīng)濟性，特斯拉ModelE被寄予
4、了鋪平電動汽車大規(guī)模應用道路的厚望，預計這款電動汽車的售價為3萬美元，續(xù)航里程將達200英里。1、鋰空氣電池提到金屬空氣電池，首先必須提到的是鋰空氣電池，作為儲能鋰電池的最終解決方案，鋰空氣電池的研究受到廣泛關注，其熱度似乎已經(jīng)超過了鋰離子電池。鋰空氣電池是一種空氣電池陽極（負極）采用了金屬鋰，而陰極（正極）材料，則是空氣中的氧，放電過程中，負極的金屬鋰被氧化，正極的氧氣被還原，從而在外電路中產(chǎn)生電流。電動汽車材料科學由于陽極金屬鋰的質量很輕，而與之反應的陰極反應物氧氣就存在與自然環(huán)境中，無須保存在電池里，所以其
5、理論能量密度是鋰離子電池的近10倍。鋰離子電池與鋰空氣電池的主要區(qū)別在于，后者用空氣替代了傳統(tǒng)的陰極——參與電流流動的一個關鍵組件。這使得可充電的金屬空氣電池更輕，相對現(xiàn)如今商業(yè)界的同類產(chǎn)品來說，它還有儲存更多能量的潛能。雖然鋰空氣電池這門令人激動的技術被世人所吹捧，但科學家們仍需要解決一些關于它的猜想。研究者們希望能讓該種電池能夠適應多種領域的應用，他們希望能夠向大眾呈現(xiàn)出鋰空氣電池最理想的結構。鋰空氣電池擁有鋰離子高導電率的特性，并能夠充放電100次，它向我們展示了未來電池領域廣闊的前景。鋰空氣電池在技術方面
6、的挑戰(zhàn)更多，除了金屬鋰的安全保存問題外，氧化反應后形成的氧化鋰性質過于穩(wěn)定，必須借助催化劑才能完成還原反應。此外，電池的循環(huán)次數(shù)問題始終沒有解決。2、鋅空氣電池鋅空氣電池，用活性炭吸附空氣中的氧或純氧作為正極活性物質，以鋅為負極，以氯化銨或苛性堿溶液為電解質的一種原電池。又稱鋅氧電池。由于鋅空氣電池的正極（空氣電極），是利用空氣中的氧氣作為電極反應的活性物質，而空氣中的氧氣是取之不盡、用之不竭的，這就使空氣電極與作為一般電池正極材料的氧化物電極相比，具有很高的比能量。此外，空氣電極又可以在較高的電流密度下工作。鋅
7、空氣電池的負極是金屬鋅，它是一種活性比較高、來源廣、成本低的電極材料。因此，鋅空氣電池的特點有：比能量高，一般在200Wh／kg以上；可以在高電流密度下工作；材料來源豐富，成本較低。但是，鋅空氣電池也存在一些缺點。首先，空氣電極的結構比通常的金屬氧化物電極要更復雜。其次，空氣電極工作時需暴露于空氣中，而空氣電極又是多孔的，所以實際上也就使電解液暴露于空氣中，因此空氣電池無法做成密封電池，電解液也會蒸發(fā)或被空氣中二氧化碳碳酸鹽化，而限制了電池的壽命。最后，鋅空氣電池作為二次電池，其充放電循環(huán)數(shù)還較低。鋅空氣電池已經(jīng)
8、在新能源汽車上得到了使用，雖然鋅空氣電池目前還未大量投入生產(chǎn)，但由于鋅空氣電池具有較高的比能量，所以作為如電動汽車蓄電池類動力電源使用，前景也是巨大的。3、鋁空氣電池鋁空氣電池的化學反應與鋅空氣電池類似，鋁空氣電池以高純度鋁Al（含鋁99.99%）為負極、氧為正極，以氫氧化鉀（KOH）或氫氧化鈉（NaOH）水溶液為電解質。鋁攝取空氣中的氧，在電池放電時產(chǎn)生化學反應，鋁和氧
