資源描述：
《新興的電池技術(shù)將成為新能源汽車行業(yè)的焦點(diǎn).docx》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、新興的電池技術(shù)將成為新能源汽車行業(yè)的焦點(diǎn)2014-04-28新材料在線引言：鋰離子電池是到20世紀(jì)90年代初才正式實(shí)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(shì)特點(diǎn)顯著，包括單體電池工作電壓高、比能量大、無記憶效應(yīng)、環(huán)境友好等。無論是智能手機(jī)中更快的芯片、更大的屏幕，還是電動(dòng)汽車更強(qiáng)勁的馬力、更長(zhǎng)的續(xù)航里程，所依托的瓶頸突破都指向“能量”。正因?yàn)槿绱?，鋰離子電池在最近10多年的發(fā)展中異軍突起，受到市場(chǎng)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(shè)計(jì)來提高。削減
2、對(duì)產(chǎn)生電力沒有貢獻(xiàn)的部材，比如減薄正負(fù)極的集電體及隔膜、減少粘結(jié)劑及導(dǎo)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(zhì)（正負(fù)極）的單位重量或者單位體積的容量。鋰離子電池的化學(xué)原理是充電時(shí)，鋰離子從正極材料的晶格中脫出，經(jīng)過電解質(zhì)后插入到負(fù)極材料的晶格中，使得負(fù)極富鋰，正極貧鋰；放電時(shí)逆向相反。對(duì)正負(fù)極材料的開發(fā)研究長(zhǎng)期以來一直都在進(jìn)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(dòng)全身”的改變。小編在此總結(jié)了新能源汽車的幾大熱門的
3、電池技術(shù)，大多數(shù)還處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段。雖然距離商業(yè)化投產(chǎn)還有相當(dāng)長(zhǎng)一段路，但我們相信移動(dòng)電子設(shè)備的飛速發(fā)展會(huì)令電池領(lǐng)域的投資增加，從而在一定程度上加速技術(shù)和商業(yè)方面的突破。一、金屬空氣電池特斯拉專利瞄準(zhǔn)金屬空氣電池一個(gè)叫TeslaMotors的公司最新泄漏的專利顯示，其已經(jīng)在汽車電池領(lǐng)域獲得重大突破。據(jù)媒體報(bào)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(dá)400英里（約合650公里）。而英文字母E代表經(jīng)濟(jì)性，特斯拉ModelE被寄予
4、了鋪平電動(dòng)汽車大規(guī)模應(yīng)用道路的厚望，預(yù)計(jì)這款電動(dòng)汽車的售價(jià)為3萬美元，續(xù)航里程將達(dá)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(chǔ)能鋰電池的最終解決方案，鋰空氣電池的研究受到廣泛關(guān)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(fù)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(fù)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(dòng)汽車材料科學(xué)由于陽極金屬鋰的質(zhì)量很輕，而與之反應(yīng)的陰極反應(yīng)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(dòng)的一個(gè)關(guān)鍵組件。這使得可充電的金屬空氣電池更輕，相對(duì)現(xiàn)如今商業(yè)界的同類產(chǎn)品來說，它還有儲(chǔ)存更多能量的潛能。雖然鋰空氣電池這門令人激動(dòng)的技術(shù)被世人所吹捧，但科學(xué)家們?nèi)孕枰鉀Q一些關(guān)于它的猜想。研究者們希望能讓該種電池能夠適應(yīng)多種領(lǐng)域的應(yīng)用，他們希望能夠向大眾呈現(xiàn)出鋰空氣電池最理想的結(jié)構(gòu)。鋰空氣電池?fù)碛袖囯x子高導(dǎo)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(lǐng)域廣闊的前景。鋰空氣電池在技術(shù)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(yīng)后形成的氧化鋰性質(zhì)過于穩(wěn)定，必須借助催化劑才能完成還原反應(yīng)。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(zhì)，以鋅為負(fù)極，以氯化銨或苛性堿溶液為電解質(zhì)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(yīng)的活性物質(zhì)，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(fù)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(diǎn)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(diǎn)。首先，空氣電極的結(jié)構(gòu)比通常的金屬氧化物電極要更復(fù)雜。其次，空氣電極工作時(shí)需暴露于空氣中，而空氣電極又是多孔的，所以實(shí)際上也就使電解液暴露于空氣中，因此空氣電池?zé)o法做成密封電池，電解液也會(huì)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(dòng)汽車蓄電池類動(dòng)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(xué)反應(yīng)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(fù)極、氧為正極，以氫氧化鉀（KOH）或氫氧化鈉（NaOH）水溶液為電解質(zhì)。鋁攝取空氣中的氧，在電池放電時(shí)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，鋁和氧
