本周以來，圍繞新能源汽車概念的炒作此起彼伏：除了整車外，鋰離子電池相關(guān)板塊也普遍獲得資金青睞。不過，一項(xiàng)新技術(shù)的問世，或?qū)⒘畲舜涡履茉雌囷L(fēng)出現(xiàn)新的風(fēng)向。

據(jù)媒體報(bào)道，日前在2014年亞特蘭大先進(jìn)汽車電池會議上，美國鋁業(yè)公司與以色列phinergy公司就phinergy鋁-空氣電池的進(jìn)一步研發(fā)問題簽訂了聯(lián)合開發(fā)協(xié)議。phinergy鋁-空氣電池可以有效提高電動汽車的續(xù)航里程，其中聯(lián)合開發(fā)協(xié)議中具體業(yè)務(wù)范圍重要包括新材料、新工藝以及零部件等領(lǐng)域，且此次聯(lián)合開發(fā)的目的就是為了盡快地推動鋁-空氣電池的商業(yè)化進(jìn)程。分析人士表示，除了美鋁的最新研究成果外，特斯拉的專利技術(shù)也在瞄準(zhǔn)金屬空氣電池，未來不排除鋁空氣電池出現(xiàn)真正商業(yè)化契機(jī)的可能。

鋁空氣電池將成未來電池方向

據(jù)媒體報(bào)道，日前在2014年亞特蘭大先進(jìn)汽車電池會議(該會議于2014年二月三日-七日于美國亞特蘭大舉辦)上，美國鋁業(yè)公司與以色列phinergy公司就phinergy鋁-空氣電池的進(jìn)一步研發(fā)問題簽訂了聯(lián)合開發(fā)協(xié)議。

鋁空氣電池作為非充電電池，早在20世紀(jì)60年代便已問世，并具有非常高的能量密度。鋁空氣電池由催化空氣陰極、電解質(zhì)和金屬鋁陽極組成，其理論能量比為8.1千瓦時/千克，僅次于鋰-空氣電池的13.0千瓦時/千克。然而，由于鋁空氣電池在放電過程中陽極腐蝕會出現(xiàn)氫，這不僅會導(dǎo)致陽極材料的過度消耗，而且還會新增電池內(nèi)部的電學(xué)損耗，因而嚴(yán)重阻礙了鋁-空氣電池的商業(yè)化進(jìn)程。以往解決以上問題的方法重要是將高純度金屬鋁中摻雜特定的合金元素以提高金屬鋁陽極耐腐蝕性，或者在電解質(zhì)中添加腐蝕抑制劑。

美鋁公司執(zhí)行副總裁兼首席技術(shù)官RaymondKilmer博士最新表示，美鋁公司在技術(shù)材料方面具有非常廣泛的專業(yè)知識，并且在新產(chǎn)品商業(yè)化方面具有豐富的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，此次將phinergy鋁空氣電池商業(yè)化關(guān)于phinergy公司而言也非常具有吸引力。目前，汽車行業(yè)正在尋求一種可以替代傳統(tǒng)汽油的全新零排放無污染能源，而phinergy鋁空氣電池可以保證汽車具有良好的巡航里程，因此該phinergy鋁-空氣電池是最有可能替代傳統(tǒng)汽油實(shí)現(xiàn)零排放無污染的新能源。

phinergy公司方面表示，已開發(fā)出一種金屬鋁陽極專有生產(chǎn)工藝，該工藝可以提高金屬鋁的能量利用，并降低不必要的化學(xué)反應(yīng)能量消耗。phinergy公司還表示，其還開發(fā)了一套先進(jìn)的電池管理系統(tǒng)，目的是為了提高電池的能量利用。phinergy鋁空氣電池的空氣陰極配備有專用的銀基催化劑，其采用了獨(dú)特的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以使氧氣順利通過，而可以將二氧化碳阻隔在外。通過該創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，phinergy鋁空氣電池的空氣陰極可以有效防止電極的碳化問題，工作壽命也因此可以達(dá)到數(shù)千小時。phinergy鋁空氣電池工作時，其內(nèi)部的金屬鋁反應(yīng)變?yōu)闅溲趸X。而氫氧化鋁可以經(jīng)過鋁廠加工進(jìn)行回收利用，這樣便可以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)利用。

根據(jù)phinergy公司介紹，phinergy鋁空氣電池中共包含50塊鋁板，其中每一塊鋁板所出現(xiàn)的能量都可以單獨(dú)驅(qū)動汽車行駛20英里，因此整個phinergy鋁空氣電池的續(xù)航里程可以達(dá)到1000英里(約合1600千米)。另外，phinergy鋁空氣電池也已經(jīng)成功集成應(yīng)用到了電動汽車展示中。除應(yīng)用在電動汽車行業(yè)中外，phinergy還表示其金屬空氣電池還可以應(yīng)用于固定能源應(yīng)用，如醫(yī)院、數(shù)據(jù)中心用商業(yè)應(yīng)急發(fā)電機(jī)，通用發(fā)電機(jī)以及可移動房屋、無人駕駛汽車等特種應(yīng)用等。

特斯拉專利瞄準(zhǔn)金屬空氣電池

電動汽車最大的發(fā)展瓶頸來源于電池技術(shù)，因?yàn)殡妱悠嚻毡榇嬖诔潆姇r間長、行駛距離短等致命缺點(diǎn)。

不過這些致命缺點(diǎn)正在被攻克，一個叫TeslaMotors的公司最新泄漏的專利顯示，其已經(jīng)在汽車電池領(lǐng)域獲得重大突破。據(jù)媒體報(bào)道，該專利描述了此電池組由鋰離子和金屬空氣電池(lithium-ionandmetal-air)組成，充一次電可以讓汽車行駛距離達(dá)400英里(約合650公里)。而英文字母E代表經(jīng)濟(jì)性，特斯拉ModelE被寄予了鋪平電動汽車大規(guī)模應(yīng)用道路的厚望，預(yù)計(jì)這款電動汽車的售價(jià)為3萬美元，續(xù)航里程將達(dá)200英里。

另外，據(jù)外媒報(bào)道，特斯拉汽車公司于2010年十二月八日提出了電動汽車增程混合動力鋰電池組系統(tǒng)的專利申請，2013年六月二十五日美國專利局審核通過。這套混合動力總成不會配有汽油發(fā)動機(jī)，該專利所指的混合動力系統(tǒng)實(shí)際上是從電到電，使用兩種類型的電池，從理論上講能夠給予電動汽車更長的續(xù)航里程。

據(jù)介紹，特斯拉的增程混合動力鋰電池組系統(tǒng)包含標(biāo)準(zhǔn)的鋰離子電池組、控制器和常規(guī)電動機(jī)。復(fù)雜的是，還另配有一個金屬空氣化學(xué)電池組。鋰離子電池組直接給車供電，金屬空氣電池組為鋰離子電池組供應(yīng)電能。在特斯拉的專利設(shè)計(jì)中，金屬空氣電池組基本上取代了增程式內(nèi)燃機(jī)。金屬空氣電池能量密度高，能儲存更多的電能，理論上可以起到增程的用途，但其功率密度相對較低。

業(yè)內(nèi)人士表示，電動汽車要成為真正的主流產(chǎn)品，電池技術(shù)要取得巨大飛躍。目前仍未跨過續(xù)航里程短、充電時間長、電池成本高三座大山，這意味著電動汽車不能平民化。特斯拉未來計(jì)劃推出的ModelE正是一款針對普羅大眾的電動汽車產(chǎn)品。因此，特斯拉要將電池成本壓縮到比現(xiàn)在更低的水平。

據(jù)悉，特斯拉所使用的高能量密度電池有一個巨大的缺點(diǎn)，即循環(huán)壽命低(500次循環(huán)周期)，一個周期被含義為電池額定千瓦時的完整放電循環(huán)過程。而沃藍(lán)達(dá)(Volt)利用了額定功率的65%，每次完全放電使用了0.65生命周期。也就是說，特斯拉利用的電池額定功率接近90%，以85千瓦時版ModelS為例，其單次充電續(xù)航里程為300公里，每次完全放電使用了0.9生命周期；行駛到10萬英里時，電池會放電333次；放電深度(DOD)達(dá)到90%，相當(dāng)于300次循環(huán)，可輕易達(dá)到500次的循環(huán)周期。而沃藍(lán)達(dá)單次充電的續(xù)航里程僅為38英里，行駛到10萬英里時，電池循環(huán)周期必須達(dá)到1710次，比特斯拉高出很多。

有業(yè)內(nèi)人士指出，特斯拉的專利無非是一個混合動力鋰電池，類似沃藍(lán)達(dá)的電池，可滿足日常駕駛(通常不超過40英里)，每天要充電。根據(jù)駕駛習(xí)慣統(tǒng)計(jì)，增程電池很少被使用，因此可以是循環(huán)壽命很低的化學(xué)成分。而且增程電池不一定必須由金屬空氣構(gòu)成，可以是任何能量密度高、循環(huán)壽命低、成本低的化學(xué)成分。因此，特斯拉的增程混合動力鋰電池組系統(tǒng)只是一個延伸的理念，該理念是否可取，還需看特斯拉ModelE電動汽車的表現(xiàn)。