锂空气电池是理想之选

“在金属空气电池中，最有潜力的是锂空气电池。”汽车电池资深专家傅世枢接受本报记者采访时表示，金属空气电池是未来取代锂离子电池的理想之选，锂空气电池的优势最为明显。

谈起锂空气电池，傅世枢赞不绝口。据他介绍，目前，这项技术已被日本研究机构掌握，日本汽车公司对这种电池技术的兴趣浓厚。“锂离子电池驱动的电动汽车，续驶里程不过100多公里，如果换成同等大小的锂空气电池，续驶里程能够接近1000公里”。

锂空气电池不是新概念，过去名气小，原因是它存在致命缺陷，即固体反应生成物氧化锂(Li2O)会在正极堆积，使电解液与空气的接触被阻断，从而导致放电停止。

2009年3月，日本产业技术综合研究所能源技术研究部门能源界面技术研究小组组长周豪慎和日本学术振兴会(JSPS)外籍特别研究员王永刚，共同开发出大容量锂空气电池，他们通过将电解液分成两种来解决上述问题。在负极(金属锂)一侧使用有机电解液，在正极(空气)一侧使用水性电解液，两者之间用固体电解质隔离，防止两种电解液混合。中间的固体电解质只有锂离子能通过。新型锂空气电池放电反应生成的固体物质不是氧化锂，而是易溶于水性电解液的氢氧化锂。这样不会引起正极的碳孔被堵塞，从而解决了以往锂空气电池固体反应生成物阻碍电解液与空气接触的问题。

此外，在实验中，研究人员分别用碱性水溶性凝胶和碱性水溶液作正极的电解液，结果发现，这种新型锂空气电池的放电性能比以往该类型电池大幅提高，特别是如果用碱性水溶液作正极电解液，使电池在空气中以0.1安培/克的放电率放电，电池可连续放电20天。

据了解，这种新型锂空气电池无需充电，只需更换正极的水性电解液，通过卡盒等方式更换负极的金属锂就可以连续使用。正极生成的氢氧化锂可以从使用过的水性电解液中回收，再提炼出金属锂，金属锂则可再次作为燃料循环使用。

在傅世枢看来，锂空气电池的优势十分明显，理论比能量为11140Wh/kg，是当代锂离子蓄电池的300倍。由于锂空气电池的负极不需要化学加工，锂空气电池也不需要化学工艺处理，制造成本仅为普通锂离子蓄电池的60%。“一旦锂空气电池实现产业化，便可推动各类电动汽车全面产业化，取代目前的锂离子蓄电池，成为新能源汽车动力源”。

据傅世枢分析，未来，不论锂离子蓄电池，还是锌空气电池、镁空气电池，都会有自己的市场。前者已大量用于手机、笔记本电脑和电动摩托车，后者用于医疗器械、水下设施等，而要作为纯电动汽车的动力电池组，可能非锂空气电池莫属。“新一代锂空气电池已解决了电池本身的各类技术难题，剩下的问题是如何加速产业化，大量生产。目前，还没听说我国有企业和机构研发这项技术。”傅世枢说。

电池研发要着眼未来

如果锂空气电池实现大规模生产，锂离子电池在电动汽车领域还有没有生存空间?答案很清楚，谁都会选择比能量更大、成本更低的锂空气电池。正如一些车用电池专家所言，中国电池技术的研发，要顾及眼下，更要着眼未来。

当前，产业化成为我国新能源汽车努力的方向。国家在财政上对购买新能源汽车的私人用户进行补贴，用心良苦。在电池研发上，主要是满足现有的产业化需求。从国内电池研发情况看，研发力量集中在传统电池上，试图通过电池技术的更新换代，提高比能量，以便增加续驶里程。

当前，令人担忧的是，传统电池技术已经遭遇瓶颈，一些悲观的人甚至断言我国新能源汽车走入死胡同。尽管事实没有那么糟糕，但是对于未来的技术储备，我们还做得不够。笔者认为，在坚持传统电池技术研发的同时，更应放眼未来。比如日本研发的锂空气电池，虽然在短时间内很难实现大规模生产，但从本身的性能看，在未来毫无疑问能够大展身手。

技术的更替日新月异，同时冷漠无情。回首科学技术发展的历史，一项新技术被更新技术淘汰的例子比比皆是。新能源汽车作为我国的新兴战略性产业，在关键零部件上，应当吸取教训，努力避免此类事情发生。在电池技术研发上，应时刻跟踪世界前沿技术，加紧技术储备，迎接未来激烈的竞争。

这位国家“863”项目车用电池专家认为，锌空气电池仅仅是电池技术中的一种，只作为示范运行可以，但不宜大规模推广。