日前，工信部批復(fù)了《電動(dòng)汽車用鋅空氣電池行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》，其中對(duì)鋅空氣電池的要求、試驗(yàn)方法等諸多方面均作了明確規(guī)定，最終標(biāo)準(zhǔn)則有望于11月正式出爐。
早在去年6月，由電動(dòng)車輛分標(biāo)委組織起草的汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《電動(dòng)汽車用鋅空氣電池》，就已完成征求意見(jiàn)稿。而在經(jīng)過(guò)了一年多對(duì)鋅空氣電池標(biāo)準(zhǔn)的繼續(xù)深入研究和完善之后，此次批復(fù)無(wú)疑宣布鋅空氣電池在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的規(guī)范化應(yīng)用，進(jìn)入到了最后的讀秒階段。
以氫氧為“食”綠色安全
從2011年國(guó)內(nèi)首輛鋅空氣電動(dòng)公交車正式下線，到2012年在武漢實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)，再到如今首個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)即將正式實(shí)施，短短三年時(shí)間，鋅空氣電池可謂實(shí)現(xiàn)了三級(jí)跳，一下從人們的認(rèn)知邊緣走向了新能源汽車的實(shí)用前沿。
不過(guò)，不少人對(duì)鋅空氣電池的概念還是感到陌生。所謂鋅空氣電池(zincairbattery)，又稱鋅氧電池，主要是利用活性炭吸附空氣中的氧或純氧，來(lái)作為正極活性物質(zhì)；而以鋅作為負(fù)極，以氯化銨或苛性堿溶液作為為電解質(zhì)的一種原電池。
事實(shí)上，鋅空氣電池的發(fā)明已有100多年的歷史，最早是應(yīng)用于鐵路信號(hào)燈等電源之上。與傳統(tǒng)電池相比，鋅空氣電池最大的特點(diǎn)就是綠色環(huán)保。由于電池工作過(guò)程中，負(fù)極上的鋅僅與電解液中的OH-和空氣中的氧氣相接觸而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以在整個(gè)放電過(guò)程中，并不會(huì)產(chǎn)生任何污染大氣的物質(zhì)。
此外，鋅空氣電池還以能量密度著稱，其每公斤發(fā)電量能夠達(dá)到0.3KWH，較鋰電池高出一倍。也就是說(shuō)，雖然重量只有鋰電池的一半，但鋅空氣電池的續(xù)航里程卻是鋰電池的兩倍之多，且蓄電量的增大，也不會(huì)使鋅空氣電池更易爆炸。而由于僅使用空氣中的氧及價(jià)格相對(duì)低廉的鋅，鋅空氣電池的成本也降了下來(lái)，據(jù)悉其量產(chǎn)后的售價(jià)僅為鋰電池的1/3。
以國(guó)內(nèi)首個(gè)鋅空氣電動(dòng)公交車為例，每充一次電大概可行駛約300公里，最高時(shí)速可達(dá)每小時(shí)80公里。因此有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，鋅空氣電池可以被稱為真正意義上的可循環(huán)使用的、清潔無(wú)污染的化學(xué)電源。
“一次性”和“動(dòng)力低”成硬傷
如此綠色、高效、安全、低價(jià)的鋅空氣電池，為何遲遲沒(méi)有在市場(chǎng)上露面呢？
按理說(shuō)，早在100多年前就已出現(xiàn)的鋅空氣電池，即便是當(dāng)時(shí)技術(shù)不達(dá)標(biāo)，但只要研發(fā)能夠得以延續(xù)，應(yīng)該不會(huì)被后來(lái)的鉛酸電池、鎳鉻電池，亦或現(xiàn)在的鋰電池所取代。之所以出現(xiàn)如今鋰電池一統(tǒng)天下的局面，鋅空氣電池確實(shí)有著自己的硬傷。而這一致命缺陷就是不可充電，即鋅空氣電池屬于一次性電池。雖然也有企業(yè)研發(fā)過(guò)可充放的鋅電池，但極為有限的充放電次數(shù)，與其他電池相比，顯然滿足不了市場(chǎng)需求。
不少業(yè)內(nèi)專家表示，如今人們提到的鋅空氣電池并不是真正意義上的充電電池，而是需要定期更換材料（鋅）才能維持運(yùn)行。就像傳統(tǒng)燃油車需要加油一樣，一旦不能提供原料鋅，就不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作，儲(chǔ)能、放電也就無(wú)從談起。
除了空氣和金屬鋅，鋅空氣電池還需要其他微量元素參與化學(xué)反應(yīng)，而這些微量元素的價(jià)格也都不低。因此雖然原料的價(jià)格是省下了，但從電池組投入應(yīng)用的整體產(chǎn)出來(lái)看，鋅空氣電池的性價(jià)比并沒(méi)有想象中的那么高。
雖然在諸多種類的金屬空氣電池中，只有鋅空氣電池得到實(shí)用，但動(dòng)力技術(shù)上的瓶頸一直制約著其真正投入實(shí)際應(yīng)用，比功率是其中之一。實(shí)際上，“比功率”就是用來(lái)衡量一輛車瞬間爆發(fā)力的。據(jù)悉，鋅空氣電池的比功率很低，最高時(shí)速只能達(dá)到80公里，連完成加速和爬坡等動(dòng)作都比較吃力，更談不上規(guī)模化應(yīng)用于轎車上了。這也就是長(zhǎng)久以來(lái)，人們?yōu)楹沃粫?huì)在助聽(tīng)器等小型器件中看到鋅空氣電池身影的原因。
電池“混用”或是良策
那么，是不是鋅空氣電池即便規(guī)模化投產(chǎn)，也不會(huì)有太大用武之地呢？
雖然目前新能源汽車主要的動(dòng)力源還是由鋰電池把控，但續(xù)航能力差、充電時(shí)間長(zhǎng)等缺陷，一直都是消費(fèi)者吐槽的焦點(diǎn)。新能源車充電要十幾甚至二十幾個(gè)小時(shí)，充滿電后跑不長(zhǎng)，無(wú)法讓用車者滿意。
而鋰電池的缺陷，恰恰可以由鋅空氣電池來(lái)彌補(bǔ)。據(jù)悉，如今有相關(guān)部門(mén)在研發(fā)中，車輛能夠根據(jù)實(shí)際路況和車速，靈活采用不同的電池組合加以應(yīng)對(duì)。如果車輛以30至40公里每小時(shí)的速度行駛在路況較好的路面時(shí)，就使用鋅空氣電池；而碰到爬坡上坎的路面時(shí)，就切換到鋰電池提供電力。
毫無(wú)疑問(wèn)，在如今政府新一輪新能源汽車優(yōu)惠政策的影響下，新能源車的普及也只是時(shí)間問(wèn)題。而與之應(yīng)用息息相關(guān)的電池行業(yè)，其發(fā)展也會(huì)隨之相應(yīng)提速。以鋰電池為代表的特斯拉，已開(kāi)始準(zhǔn)備以石墨烯為材料進(jìn)行供電研發(fā)。時(shí)下已走入正軌的鋅空氣電池，從突破技術(shù)瓶頸到規(guī)模化應(yīng)用也會(huì)在不久的將來(lái)成為現(xiàn)實(shí)。
