锌空气电池不能再坐“冷板凳”

　　  热热闹闹的北京车展日前落幕了。喧闹的车展，和国内一些寂寞中致力于新能源汽车电池研究的专家形成了冷热“两重天”。
 
   板凳要坐十年冷。江苏常熟合众环保能源技术研究所所长沙永康就是其中的一位。多年来，他一直致力于并不热门的锌空气电池研究，并为之奔走呼吁。他认为：若用锌空气电池来替代锂电池，并以换电模式提供续能服务，以标准通用的电池模块提高通用性，让发电厂用谷电制作锌空气电池，利用已有换电站、加油站换电，“那么，当前困扰电动汽车发展的非技术原因就能得以解决，并以此来解决技术制约的瓶颈困扰，那么电动汽车商业化前景会豁然开朗，迎来光明前程。”
 
   比二次电池更加实用
 
   资料显示，锌空气电池发明已有100多年的历史，最早用于铁路信号灯电源。随着电气时代来临，由于锌空气电池是一次性化学电源，不可循环充放电，成本较高，因此被各种两次电源所取代，如铅酸电池、镍铬电池、锂电池等。
 
   “实际上锌空气电池是真正意义上可循环使用的清洁无污染化学电源。放完电之后的氧化锌经电解再生后又成为金属锌，再制成电池，而且锌粉损耗极少，几乎可以忽略不计。锌空气电池外壳用高分子材料，电池的极板是固体毫无电解液。在车辆上更换电池有专门的装置十分方便。”沙永康说。
 
   最关键的是，锌空气电池目前的比能量是200WH/KG，是锂电池的一倍，相同重量的电池组其电量使原有电动汽车的续航里程增加一倍，接近燃油汽车的续航里程。“若有更高效的发动机，节省电力，那么续航里程将更远，超过燃油汽车一次加油的续航里程是有可能的。”沙永康非常乐观地估计。
 
   据了解，目前电网企业推行的换电业务是利用谷电给锂电池充电。但是锂电池是两次电池，它随着充放电循环次数的增加，储电量逐渐减少，直到电池报废，用户去换电站换电时若换到了即将报废的电池，那么实际可行驶里程会很短。
 
   沙永康以杭州出租汽车的换电为例指出，每换一次电池行驶80千米，若出租汽车运营一天，需要更换5次电池甚至更多次数，这使用户不敢跑远路，而且一天更换了几次电池，那出租业务如何正常运营？
 
   相比而言，若装备了与锂电池相同重量的锌空气电池，其行驶里程可以增加一倍，约160千米；出租车运营里程一天400多千米，只需要再增加一些电池即可满足一天换一次电池的要求。
 
   性价比不断增加
 
   在沙永康看来，随着油价的不断提升，锌空气电池原先最致命的缺点成本劣势也开始不断消退，这使得推广应用之路显得并不遥远：按照目前的油价水平，汽车行驶一千米需要花费的油钱为1.8～1.9元，和使用锌空气电池的价格已慢慢接近了。
 
   据悉，锌空气电池最大的消耗是电能，即将放完电后的报废电池中的氧化锌粉经电解后还原成金属锌粉，并分解出化学电解质。这个再生过程需要消耗较多的电能，一般情况下，在电动车上放电的锌空气电池组每放一千瓦时电的锌粉需要4.5千瓦时电再生，即再生到放电是4.5比1，这个电耗比例与两次电池，如铅酸电池、镍氢电池、锂电池相比，电能转换效率很低。它与电解水制氢再用氢气供燃料电池发电的电能消耗比例相当。
 
   据沙永康计算，以10米长的公交车为例，更换一次新的锌空气电池有250千瓦时电，可以行驶250千米，基本上是1千瓦时电1千米。按照电解锌所需用电比例，算上损耗，电动汽车行驶1千米约需要5千瓦时电。江苏省上网电价1千瓦时是4毛多钱，也就是说，如果使用锌空气电池的电动汽车每行驶1千米需要花费的电钱是2元钱。“上面提到，汽油约花费1.8～1.9元，电费是2元钱，已非常接近了。”
 
   此外，锌空气电池是反复循环的，整车出厂时不含电池成本，只需一个专门的电池舱即可，同时不需要电池管理系统、安全监控系统、车载充电器、插头插座等，电动汽车只要具备电机驱动系统和调速控制器即可，这样电动汽车的成本不会高于同配置的燃油汽车了。
 
   相比大众熟悉的铅酸电池、锂电池，电动汽车使用锌空气电池，用户不必考虑几年后再换一组动力电池的投入。另外，锌空气电池不会产生爆炸事故，是稳定的化学电源，只需停止供应空气氧气，它就不反应不放电。同时它是固体，不会渗漏电解液，对道路及行人不会产生危害。
 
   技术瓶颈可以突破
 
   沙永康透露，现在锌空气电池是手工制作，将来规模扩大，半自动或全自动制作，成本会大大下降。而且现在电解锌的成本比较高，用谷电也要8毛钱～1块钱，国家财政应该给予补贴。（目前锂电池电动客车、公交车的补贴是50万或100万，锌空气电池也应该得到至少相同的补贴。）
 
   针对锌空气电池比功率低的问题，沙永康认为，也可以解决。现在是往电池里面直接打空气，只需要几兆帕的压力，放电慢，比功率低，时速最高只能达到60公里，但是如果往电池里面直接供氧气，放电速度就会大大增加，而且放电也更充分。
 
   沙永康认为，如果一个城市的公交车、公务车、私家车等都采用了由锌空气电池提供的电能，电池需求量巨大而且每天都需要它，那么发电厂在谷电时段开工制作锌空气电池，利用谷电的低价位，可以使用户最终花费很低，使电动汽车的电耗与目前价位的油耗费用更接近甚至持平，从而使电动汽车为市场所接受，具有一定的竞争力。