锌空气电池不能再坐“冷板凳”

我国储能网：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离子电池，并以换电模式供应续能服务，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、锂离子电池等。

“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，是锂离子电池的一倍，相同重量的电池组其电量使原有电动汽车的续航里程新增一倍，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，目前电网公司推行的换电业务是利用谷电给锂离子电池充电。但是锂离子电池是两次电池，它随着充放电循环次数的新增，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，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，若装备了与锂离子电池相同重量的锌空气电池，其行驶里程可以新增一倍，约160千米;出租车运营里程一天400多千米，只要再新增一些电池即可满足一天换一次电池的要求。

性价比不断新增

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。这个再生过程要消耗较多的电能，一般情况下，在电动汽车上放电的锌空气电池组每放一千瓦时电的锌粉要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、锂离子电池相比，电能转换效率很低。它与电解水制氢再用氢气供燃料动力锂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，假如使用锌空气电池的电动汽车每行驶1千米要花费的电钱是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、锂离子电池，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锂离子电池的投入。另外，锌空气电池不会出现爆炸事故，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，对道路及行人不会出现危害。

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。(目前锂离子电池电动客车、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，但是假如往电池里面直接供氧气，放电速度就会大大新增，而且放电也更充分。

沙永康认为，假如一个城市的公交车、公务车、私家车等都采用了由锌空气电池供应的电能，电池需求量巨大而且每天都要它，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。