传统锂离子电池的瓶颈，有望被金属空气电池突破

近日，世界上第一个新型空气燃料电池“STAIR”(即“圣安德鲁斯空气”的英文首字母缩写)在英国揭开神秘面纱，这种电池的储电能力是传统电池的10倍。

日本产业技术综合研究所发布消息说，来自该所和日本学术振兴会的研究人员研发出一种新型锂空气电池，这种无需充电、放电性能优越的燃料电池将来可为车辆提供动力。

在我国，锌空气电池和铝空气电池已列入研发范围。有人认为，金属空气电池将成为21世纪理想动力源，大有代替锂电池一举称霸电池市场的态势。

破解锂电池成本、容量难题

随着纯电动汽车、燃料电池汽车被作为国家相关政策的鼓励方向，制约它产业化的电池问题越发突出。“目前大家看好的锂离子电池成本太高，容量不大。电动汽车如要突破，必须研发更理想的电池。”近日，国内某汽车企业新能源汽车研发部门相关人士对记者说。

金属空气电池(metal-airbattery)被寄予厚望。据了解，这类电池是特殊的燃料电池，是新一代绿色蓄电池，构造原理与干电池相同，所不同的只是它的去极剂取自空气中的氧。它的制造成本低、无毒、无污染、比功率高、比能量高、原材料可回收再生利用，与燃料电池汽车(FCHV)所用氢燃料电池相比，结构简单，价格十分便宜，并且性能优越。

国家“863”项目一位车用电池专家介绍，目前世界上有若干种金属空气电池，包括锌空气电池、铝空气电池和锂空气电池等。他告诉记者，前两种已经进入我国研发范围，与产业化最接近的只有锌空气电池。

以锌空气电池为主要产品的中航长力联合能源科技有限公司相关负责人介绍，锌空气金属燃料电池的主要优势表现在，锌空气金属燃料电池的正极活性物质是空气中的氧气，不占用电池体积。因此电池内部可以携带更多的锌，比能量更高，目前已达到每千克180瓦时，作为汽车动力电池，续驶里程长。锌空气金属燃料电池中的锌为循环使用，对环境零污染。生产电池的原材料丰富，成本低，是锂电池的五分之一。

锌空气电池受青睐

去年9月底，上海市发改委主持召开了“锌空气电池应用于城市客车研讨会”，希望上海申沃客车进一步加强与博信电池有限公司的合作沟通，尽快使锌空气电池应用于城市客车。据了解，博信公司的外方是美国博信(PowerZinc)电池公司，主要研发、制造新型锌空气动力燃料电池。

今年3月，中国航空工业集团公司宣布，与北京长力联合能源技术有限公司联合成立中航长力联合能源科技有限公司(下称“中航长力”)，以及北京锌空气电池研究中心。未来3年，中航长力将斥资5亿元，推动北京市锌空气电池产业化。

据中航长力的相关负责人介绍，目前，公司推出的车用注入式锌空气电池及配套系统，配装北京理工大学研制的BFC6110EV型纯电动旅游客车，累计运行近1万公里。2007年11月，车用注入式锌空气电池列入国家“863”计划，截至目前已申请专利30余项。2009年公司的动力型机械插块式锌空气金属燃料电池被列入北京市首批20个政府采购自主创新产品目录。

中航长力得到北京市政府的大力支持。2010年，北京市安排该公司的5辆电动客车和环卫车进行运行测试，另安排50辆电动客车和电动环卫车投入市公交和环卫系统的试验运行，在北京市相关部门指定线路进行路试，为市场化运作提供可靠依据。

空气电池能否担当大任

目前，国内锌空气电池已形成“南有博信、北有长力”的格局。不过，一种看似完美的新型动力电池，为何只有几家公司投资?

汽车电池资深专家傅世枢介绍，在诸多种类的金属空气电池中只有锌空气电池得到实用，曾被以色列用于纯电动汽车，尽管近年先后被德、法、瑞典等国的汽车公司用于研制纯电动汽车，可是未修成正果。

“虽然锌空气电池自身具有比能量大、成本低的优点，但是仍没突破自身技术瓶颈。”国家“863”项目一位车用电池专家说。

天津清源电动车辆有限公司研究院院长、总工程师赵春明告诉记者，锌空气电池的致命缺陷是不可充电，属于一次性电池。“据我所知，世界上有两家有名的锌空气电池公司，一家来自美国，现在已经实现充放电500次，另外一家是欧洲Re?鄄Volt公司，其电池能充放电200次。不过与磷酸铁锂电池相比，次数还是太少了。”

据中航长力相关负责人介绍，他们使用机械插块式技术，可以实现电池的可充电性。当锌空气电池放电结束后，需要将负极板取出集中到电解还原厂还原，同时为空电池壳装入新的负极板实现电池充电，并负责为客户配送充好电的电池。

这位负责人表示，锌空气电池还有改善空间，比如现在这种电池的空气电极寿命约为300次，2~3年。装车后要根据路况和车速采用不同的电池组合，如果车速在30~40公里/小时，路况好，只需要锌空气电池就行;如果爬坡，就需要采用电电混合的形式，比如与超级电容、镍氢电池混合。