超长续航铝空气电池能否取代锂电池

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 据报道，2014年亚特兰大先进汽车电池会议上，美国铝业公司与以色列Phinergy公司就Phinergy铝空气电池的进一步研发问题签订了联合开发协议，此次联合开发的目的就是为了尽快地推动铝空气电池的商业化进程。续航能力达到1600公里的铝空气电池远超特斯拉等现有的任何动力电池汽车，能否取代锂电池广泛应用于电动车也成为近期人们关注的焦点。

前瞻产业研究院发布的《中国新能源汽车行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》显示，2011-2013年，我国电动汽车销量逐年增长，占新能源汽车的比重也有所提升。2013年，电动汽车产量约为14243辆，占比为81.39%，销量为14604辆，占比约为82.98%。

图表1：2011-2013年中国电动汽车市场销售额情况（单位：辆）

资料来源：前瞻产业研究院整理

仅从中国市场来看，电动汽车市场增长的空间巨大；从全球市场来说，若铝空气电池能够取代锂电池必将掀起新一轮新能源汽车的风暴。电动车要成为真正的主流产品，电池续航能力是一道坎，而可续航1600公里铝空气电池的诞生，无疑给了人们想象的空间。如果这项技术能够成熟应用，这无疑有利于未来电动汽车的大规模推广。

铝空气电池作用机理简单来说就是金属铝从空气中吸收氧气，以及用户给汽车加的水产生化学作用，将铝变成氧化铝，从而释放出能量，为汽车持续提供动力。在电池的生命周期内，用户只需每月加注清水就可以了。

目前，特斯拉采用的锂电池技术相对成熟，但唯一的问题在于锂电池的能源密度低、续航能力有限。目前锂离子电池续航能力大多在135公里(日产Leaf)至480公里(特斯拉S型)之间。而铝空气电池1600公里的续航能力远超现有的任何动力电池汽车――包括充满电能跑500公里的特斯拉MobelS，甚至连插电式混合动力车&增程式电动车（续航在500公里左右）、乃至氢燃料电池车（续航在500-600公里以上）也望尘莫及。另外，美铝加拿大公司和以色列公司Phinergy新展示的100公斤重的铝空气电池储存了可行驶3000公里的足够电量。

从电池的续航里程来说，铝空气电池相比于锂电池来说，确实是一个突破。不过由于铝空气电池在放电过程中阳极腐蚀会产生氢，这不仅会导致阳极材料的损耗，而且还会增加电池内部的损耗；另外，铝空气电池消耗的是铝，当电池寿命结束的时候需要重新安装铝等都极大地阻碍了铝空气电池的商业化发展。并且在车载应用方面来说，铝空气电池依然是一个未知数，甚至还比不上氢燃料电池。

吉利汽车研究院曾经做过相关的仿真建模实验，从结果来看，铝空气电池更适合作为续航备用电池。铝空气电池是一个能量源，相对于可存储电能的蓄电池而言，同等重量的铝空气电池所能释放的电能更多，其能量密度高，但其可释放的功率却极低，单独使用不能满足车用需求，特别是启动时。这就相当于一辆燃油汽车，油箱很大，但发动机很小，可以走很长的路，但走得很慢。相比之下，锂离子蓄电池的车速会更加稳定。如采用同等功率(即车辆具备同样车速)的铝空气电池，其重量大概会是锂离子蓄电池的4至5倍。

实际上，美铝加拿大公司开发的铝空气电池汽车仍需保留锂电子电池，铝电池只在锂电池电量耗尽后才启动。从业内人士的观点来看，也认为铝空气电池作为应急电源和移动电池似乎更合适。目前，在汽车领域，以特斯拉为代表的锂电池短期应该还是主流，未来的发展方向是在现有电池基础上，增加燃料电池，形成‘燃料电池+蓄电池’的混合车载电源。