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续航里程800公里锂空气电池是否能拯救电动汽车?

发布时间:2021-01-23 16:35
本文摘要:为什么要以800公里为目标? 这个数值是很多人对汽车续航距离的希望最高值,因此在电动车续航距离不能超过800公里、成本不能被很多人接受的情况下,电动车普及的可能性很小。因此,我们把这个数值原来作为我们Battery500项目的目标。这个项目始于2009年,由阿尔马安研究中心主导。 之后,IBM与来自欧洲、亚洲和美国的许多商业伙伴、研究院共同开展了这项研究。Battery500项目基于金属空气技术。金属-空气电池需要比锂电池更好地享受每单位质量的能量。

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为什么要以800公里为目标? 这个数值是很多人对汽车续航距离的希望最高值,因此在电动车续航距离不能超过800公里、成本不能被很多人接受的情况下,电动车普及的可能性很小。因此,我们把这个数值原来作为我们Battery500项目的目标。这个项目始于2009年,由阿尔马安研究中心主导。

之后,IBM与来自欧洲、亚洲和美国的许多商业伙伴、研究院共同开展了这项研究。Battery500项目基于金属空气技术。金属-空气电池需要比锂电池更好地享受每单位质量的能量。

项目研究至今仍需要商业化。但是,在这7年的实验中,不足以指出将来的金属-空气电池在电动汽车中确实使用武之地。

为什么叫金属空气电池? 以锂空气电池为例,为了明确这个问题,让我们考虑一下锂离子电池(现在少见的锂电池)和锂空气电池的区别。右图是充放电时锂离子电池改变了电池内部的状态。

在现有锂离子电池中,负极是碳,负极是钴、镍、锰等过渡金属氧化物不同的构成。两个电极都用溶解了锂盐的电解液清洗。

充放电时锂离子不会从一个电极移动到另一个电极。移动的方向根据电池的状态而不同,根据电池和静电而不同。

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充放电时,锂离子最后不会映射到电极材料的原子层,所以最后电池的容量大小各有多少材料需要容纳锂离子? 也就是说,根据电极的体积和质量要求。锂离子电池锂离子电池的充放电过程与锂空气电池不同。在金属-空气电池中,再次发生电化学反应。

在放电过程中,所含的锂负极释放锂离子,锂离子移动到负极,在负极表面与氧再次反应,构成过氧化锂(Li2O2)。锂离子、电子和氧在由多孔碳组成的负极表面反应。化学反应并不是再次发生在负极,最后容纳锂离子的不是负极材料,所以电池的容量与负极材料的体积和质量没有太大关系,只要有足够的表面积即可。也就是说,锂空气电池的容量不是电极的体积和质量要求,而是电极的表面积。

因此,在锂空气电池中,小质量的电极也需要蓄积大量的能量,能够得到高能量密度。锂空气电池锂空气电池的充放电过程当然是除了能量密度以外,成本也是最重要的考虑事项。电池的售价现在是200-300美元/千瓦时。如果每千瓦能跑5~6公里,800公里需要150千瓦时的电池。

必须是3万-4.5万美元。宝马2系的车也只需要3.3万美元。因此,如果你想量产,每千瓦的价格必须上升到100美元以下。


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