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鋰空氣電池或成電動汽車希望

2010年09月16日 13:7 6598次瀏覽 來源:   分類: 新技術(shù)

  與內(nèi)燃機相比,以電能作為汽車動力的優(yōu)點顯而易見:起步加速快、行駛噪音小,并且不需要驅(qū)動裝置。但電動汽車的缺點也是存在的,其中重要的一點就是電能總是被很快地消耗掉。
  回顧電動汽車的歷史不難發(fā)現(xiàn),在內(nèi)燃機汽車誕生的30年前,電動汽車便已上路,并創(chuàng)造了相當(dāng)可觀的速度記錄:1899年比利時人凱米雷駕駛自己制造的車輛行駛,速度超過了每小時100公里。世紀之交,在紐約已經(jīng)出現(xiàn)電動出租車隊。然而由于沒有能夠為電動車提供持續(xù)動力的電池方案,長久以來它的發(fā)展始終停滯不前。
  摩爾定律是由英特爾創(chuàng)始人之一戈登·摩爾提出來的。其內(nèi)容為:當(dāng)價格不變時,集成電路上可容納的晶體管數(shù)目,約每隔2年便會增加一倍,性能也將提升一倍?;蛘哒f,每一美元所能買到的電腦性能,將每隔2年翻兩倍以上。這一定律揭示了信息技術(shù)進步的速度。但在電動汽車電池的發(fā)展上,摩爾定律也無能為力。
  維克是IBM"500電池"項目高級管理人員,他在近日于舊金山出席由IBM與一家名為Better Place的電動汽車基礎(chǔ)設(shè)施公司共同舉行的活動時稱:"鋰電池技術(shù)是當(dāng)今世界上最好的電池技術(shù),但是在2003年鋰電池技術(shù)就已經(jīng)很完善了。忘掉摩爾定律吧,在這里一點也不適用。"
  維克的工作小組在IBM位于美國圣何塞的研究中心,他們目前正在努力研發(fā)一種名為"鋰空氣"的新型電池。該電池應(yīng)用的技術(shù)能極大提高電動汽車電池的效率,讓電動汽車每充電一次即可跑500公里,而大多數(shù)目前市場上銷售的電動汽車充電一次只能跑100公里。
  這種電池在理論上能夠?qū)⒛壳半妱悠嚻毡槭褂玫匿囯姵啬芰棵芏忍岣呤?,因為這種電池將空氣作為反應(yīng)物放入電池內(nèi)部。這意味著"鋰空氣"的儲存裝置要比一般的鋰電池更輕,這也很大程度提升了電動汽車的性能。
  "我總是把這個研發(fā)的過程比喻成攀登珠穆朗瑪峰,"維克說,"在過去的兩個月里,我們只能算是剛剛起步而已,不過可喜的是,我們已經(jīng)取得了一些突破性進展。"
  維克不愿透露關(guān)于研究的詳細內(nèi)容,但他表示,這種"鋰空氣"電池將是可以重復(fù)充電使用的,還將擁有之前鋰電池所沒有的一些功能。"這個研究可能花費數(shù)年,同時也是一個具有極高風(fēng)險的研究項目。"
  雖然,維克的小組取得了一定的成果,但是想要使電動汽車的電池既安全又經(jīng)濟,暫時還是無法實現(xiàn)的,即便金屬空氣電池也是如此。在金屬空氣電池中,空氣中的氧氣被當(dāng)作鋰電極的反應(yīng)物。IBM研究員納亞說:"這樣電池就像一個燃燒引擎。現(xiàn)在是汽車吸進空氣使其與汽油一起燃燒,將來空氣將會用于電化學(xué)反應(yīng)。" IBM預(yù)計在5年后生產(chǎn)出第一個樣品,而其他研究者則很謹慎地預(yù)計,這種研究方案需要耗時幾十年。
  從世界范圍來看,電動汽車的研究者和開發(fā)商都把重點放在電池方面,鋰離子電池技術(shù)代表了當(dāng)前的研究水平。上世紀90年代初,索尼生產(chǎn)出了第一個小型的鋰離子電池,由于具備性能高、壽命長、充電時間短等優(yōu)點,很快就在小型設(shè)備如移動電話、筆記本電腦和模型飛機等方面得到了應(yīng)用。有趣的是,在汽車領(lǐng)域最初卻沒人愿意使用鋰離子電池, 鋰作為電極材料不僅會導(dǎo)致電壓過高,而且很容易與其他元素進行反應(yīng)。
  目前,對于鋰電池來說,安全性、耐用性、放電容量以及快速充電都是十分重要的,這幾個要素缺一不可。然而,汽車電池的安全性、放電容量和耐用性是相互聯(lián)系、此消彼長的,電池制造商陷入兩難境地,一方面的提高大多以犧牲其它方面為代價。
  一位能源儲存科學(xué)家曾說過這樣一句話:也許硅谷是電動汽車誕生的中心,但是卻不要指望電池行業(yè)能像計算機一樣來一場革命。這句話或許多少反映出了電池產(chǎn)業(yè),尤其是電動汽車電池產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀。

責(zé)任編輯:hq

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