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[WOW]打破电动车哩程焦虑:锂空气电池
电池技术将决定未来

【CTIMES/SmartAuto 歐敏銓 报导】   2012年08月05日 星期日

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今日的电动车都做得很炫、很酷,又标榜着环保,如果排除价格及充电因素,你会愿意买一台取代你的汽油车吗?根据调查,约有64%的买车人对纯电动车有哩程顾虑(Range Anxiety),也就是会担心电动车开出去会很快没电、跑不动了!

除了被广泛应用于手机及笔电等可携装置上,由于比其他汽车电池的密度更高、电量更足,锂离子电池仍是今日电动车的首选电池技术。不过,受限于电池容量,此类电动车充电后的行驶距离仍然太短,大约只有一般汽油车的1/5。尽管仍有改进的空间,但锂离子电池的潜力依然有限。

难道电动车的发展到此止步了吗?要追上汽油车的继航力,电池的能源密度至少得再提升6-7倍才行。目前最受关注的技术,正是锂空气电池,它不仅能做到6-7倍的提升,理论上的能量密度可达锂离子电池的10倍。

它的原理是在行驶过程中将空气中的氧分子与电池中的锂离子及电子进行反应,从而产生电能。由于锂空气电池使用了碳基空气电极和空气流替代锂离子电池较重的传统部件,因此其电池可做的更轻、更小。不仅如此,锂空气电池没电了也可以不必进行充电,只需要通过更换正极的水性电解液,以卡盒等方式补给负极的金属锂,就可以连续使用。

基于这种新技术,手机、笔电、电动汽车便可无需充电等待时间,可以立即使用或行驶。而且通过回收用过的水性电解液中空气极生成的氢氧化锂,以化学反应的方式很容易重新生成金属锂,还可实现锂的反复使用,可以说这是一种以金属锂作为消耗物质的理想电池。

由于汽油车满街跑,也突显了石油不可或缺的地位。当油价及环保意识升高,电动车的需求看涨,掌握电池技术等于具有主导市场的能力。因此锂空气电池的研究,如今已演变为世界性的技术竞赛。

Intel前CEO Andy Grove即说道:「电池技术将决定未来,如果我们不迅速行动,我们将被韩国和日本甩在身后。」

为了让美国在后锂电池时代能站上领导地位,IBM成立了一个Almaden实验室,并提出 “Battery 500”计划,研究主题就是锂空气电池,目标是让使用它的电动车一次充电后可以行驶 500 英哩(约 800 公里)。除了IBM,在过去5年,通用电气也投入1.5亿美元资助了新型电池的开发。

当然,有更多相关计划在全球各地如火如荼地在进行着。目前遇到的瓶颈,包括固体反应生成物氧化锂(Li2O)会在正极堆积,使电解液与空气的接触被阻断,从而导致放电停止;以及如何确保在经过了许多次的充放电过程后仍能保持其电力水平,可用在电动汽车或电子产品中等等。

如果能够克服这些挑战,真正实现能量密度达到目前锂离子电池的两到三倍,将能够首先应用在笔电和手机上,进一步降低成本后更可作为电动汽车电源。不过,目前这场革命才刚刚萌芽,一般认为,除非发生重大的技术突破,否则要看到锂空气电池商品化,恐怕还得等个十年呢。

關鍵字: 锂空气电池  IBM 
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