锂空气电池,最终可能的解决方法。
电动汽车以其结构简单、动力充足、节能环保(有争议)而受到汽车公司的追捧。然而,里程焦虑、充电和电池后处理是目前绝对不可防止的问题。
那么电动汽车的电池问题呢?根据相关政府部门供应的信息,锂空气电池可能是最终的解决方法。当然,氢燃料动力电池是另一种途径,与锂空气电池完全不同。
目前电动汽车电池的能量密度,特斯拉最高的是每公斤170瓦,这是什么概念?粗略地说,假如电池的能量密度达到每公斤300瓦,根据电储存30到40度的能力,一辆有轨电车的重量大约相当于一辆汽油车。但是30到40千瓦时的续航能力远不及汽油动力汽车。
预计在2025~2030年左右,锂空气电池技术基本可以达到产业化水平,能量密度为每公斤700瓦。它的重量与一辆汽油动力汽车相当,续航里程也相同。什么是锂空气电池?锂空气电池是一种使用锂作为负极,空气中的氧作为正极反应物的电池。锂空气电池比锂离子电池具有更高的能量密度,因为它的负极(重要由多孔碳构成)很轻,而且氧气是从环境中获取的,而不是储存在电池中。
放电过程:锂在负极中释放电子,形成锂正离子(Li+),锂离子通过电解质材料,在正极与氧结合,电子通过外部电路形成氧化锂(Li2O)或过氧化锂(Li2O2),并停留在正极上。锂空气电池的开路电压为2.91v。
不幸的是,这项技术在日本也处于领先地位。在国家自然科学基金、科技部和我国科学院的大力支持下,我国科学院长春应华研究所也在全力开发这项技术。我宁愿等到2025年再买一辆行驶800公里、重量不到2吨的电动汽车。