(改1)电池技术的停滞不前

1、制作人：范一夫、张慧盈、刘振宇能量密度更高、充电速度更快、单位成本更低、循环次数更多的新闻在各大媒体上频现，能够改变现状的产品却没有出现。 近二十多年来，科技飞速发展。计算机从电子管元件时代演变成今天的超大规模集成电路，往日笨拙巨大的计算机如今小到能装进我们的口袋中。一款新型智能手表的运算能力甚至强于阿波罗登月飞行器。但如今电池的发展则是另一种态势。 苹果或三星的消费电子产品制造商们为了开发出续航更强的电池，投入了数百万美元研发资金。虽然电池技术在未来几年不会取得革命性发展，但那些依赖电池的新产品却会层出不穷。电池发展为什么会滞后？很多研究人员表示他们已经遇到瓶颈，而使用电池供能设备的用户则对

2、电池的续航能力要求越来越高。它有一根插在铜制圆筒里的铁条古希腊人知道如果摩擦一块琥珀，就能吸引轻的物体。亚里斯多德(Aristotle)也知道有磁石这种东西，它是一种具有强大磁力能吸引铁和金属的矿石。1745年，普鲁士的克莱斯特利用导线将摩擦所起的电引向装有铁钉的玻璃瓶。当他用手触及铁钉时，受到猛烈的一击。1786年，意大利解剖学家伽伐尼在做青蛙解剖时，发现了“生物电”。伏打电池1836年，英国的丹尼尔制造出第一个不极化，能保持平衡电流的锌铜电池，又称“丹尼尔电池”。1860年，法国的普朗泰发明出用铅做电极的电池。称它为“蓄电池”。 直到1887年，英国人赫勒森发明了最早的干电池。干电池的电解

3、液为糊状，不会溢漏，便于携带，因此获得了广泛应用。镍镉电池镍镉蓄电池碱性电池2000后燃料电池，太阳能电池成为全世界瞩目的新能源发展问题的焦点。硅太阳能电池 氢燃料电池小型核电池石墨烯电池u 特斯拉站在另一边特斯拉顶配的Model S使用了接近7000块松下NCR 18650 3100mah电池，对电池两次分组，做串并联。1. 氢气的来源问题。氢气不像氮气和氧气是空气中的最主要组成因素，想得到氢气可以通过电解水，但这可是个不太经济的方法，能量损失极大！你想，先从电解水开始，耗费电能，产生氢气，氢气再发电过程中还会有能量损失；电解水的电现在也是以煤电为主发出来的吧，烧煤发电也会有能量损失。2.

4、金属铂的稀缺。在氢燃料电池发电的过程中会用到金属铂作为催化剂。这种金属就是咱结婚买戒指那个比24K金更贵的那个铂，它少啊，它贵啊，那么大规模生产氢燃料电池，这个铂就是瓶颈，完全没有规模化后成本减少的效应，反而需求越多越贵，这可怎么办好？3. 氢气的安全性。有人说带着氢气瓶就像带个氢弹，到底这个氢气瓶会不会爆炸啊？氢气是最轻的气体，它的扩散性极强，氢的扩散系数比空气大3.8倍，比汽油大7.5倍，由此可以证明氢比汽油安全是有根据的。所以少量的氢气泄漏，可以在空气中很快被稀释成安全的混合气。氢气的比重小，易向上逃逸，这使得事故时氢气的影响范围要小得多。技术方面 首先，制取氢的技术还在一直进行着研究，

5、不断地在研发与改良。锂电池有局限，只能干小功率的事情。最多担当辅助角色例如混合动力。而氢难以储存运输这个缺点是可以客服的。电解水的方法效率很低并且成本难以控制，所以可以使用生物制氢、热化学制氢、太阳光催化光解制氢、利用工业生产含氢尾气制氢等方法硬软件方面 1、贮存运输方面。氢的贮运有四种方式可供选择，即气态贮运、液态贮运、金属氢化物贮运和微球贮运。目前，实际应用的只有前三种，微球贮运方式尚在研究。只要在存储氢气的地方，通风足够良好，空间足够大，氢气就能够很快地扩散到大气的中。另外氢气的燃点在650摄氏度以上，和天然气一样属于燃点较高安全性较好的气体，储氢的场所一定要远离火源，也避免同氟、氯、一

6、氧化碳等气体一起放置。为了防止盗窃，氢气瓶可以安置在室外防护柜内，并且尽量在有围墙的站点来使用氢燃料电池。氢燃料电池氢燃料电池锂电池锂电池超级电容超级电容铝空气电池铝空气电池优势比能量高功率密度高环保无污染比能量高循环性能无记忆效应环保无污染功率密度高充电时间短使用寿命长价格便宜能量密度高质量轻体积小使用寿命长劣势系统复杂氢基础建设设施滞后初期购置成本高充电时间长能量密度低功率密度低存在空气电机极化和氢氧化铝沉降等问题应用领域氢燃料电池环保性能高，适合于客车和重载卡车等商用车且具有行驶里程长的特点用于短途纯电动汽车续航里程太短不能作为电动汽车主电源，大多数作为辅助电源，用于快速启动装置和制动能

7、量回收装置目前尚处于实验室阶段氢燃料目前作为全球众多车企未来的发展方向之一，由于常规能源的日渐匮乏和排放标准的日益严苛，氢新能源车型将有效降低对常规能源的依赖，并降低碳排放，等众多车企已开展氢燃料电池车的研发，在混合动力汽车市场已经拥有良好发展势头的丰田和上汽却有意在新能源车领域另辟新天地。 丰田Mirai在2014年12月15日上市，欲复制丰田普锐斯的成功。“Mirai”在日语中意为“未来”。丰田寄予Mirai车型的是其对新能源汽车未来的憧憬。在混合动力汽车市场获得一定成绩的丰田欲借助Mirai车型开拓燃料电池汽车这片新蓝海。 Mirai的工作原理和丰田的其他混动车有些相似，只是把主动力从传

8、统的内燃机部分换成了电动机来驱动车轮，这个电动机的电来自氢反应堆发出的电（并非发电给电池，电池再驱动电机）。电池部分仍然作为辅助部分去驱动车轮。 上汽是目前国内真正在进行氢能源研发的汽车厂商。上汽集团推出了旗下E50、荣威550plugin、荣威950FuelCell三款新能源汽车，其中，荣威950FuelCell插电式燃料电池车无疑是消费者和企业瞩目的交点，新车基于荣威950进行打造，搭载有动力蓄电池和氢燃料电池双动力源系统。 在行驶过程中，首先由锂离子电池组为电动机供电，驱动汽车前进。当锂离子电池组的电量消耗到一定程度时，燃料电池堆启动，为锂离子电池组充电，进而继续带动电动机工作。动力电池

9、不仅仅负责储存富裕的电能和刹车回收的电能，还要在短途行驶时单独驱动电机，只依靠动力电池提供动力，并可以在空闲时间接上充电桩补充电力；在长途行驶时，则以燃料电池为主，以达到较长的续航里程和快捷的燃料补充。丰田丰田上汽上汽 日本正在设计通过澳大利亚褐煤来开采氢气，因为褐煤价格低廉，而且生产过程中可以做到无二氧化碳排放，然后通过交通工具运输到日本。 上汽和新 源动力一起研发的氢燃料电池车中，短途用电，长途用氢燃料电池堆发电，目的是解决成本和使用寿命的问题。由于短途采用纯电，燃料电池堆仅在长途时使用，所以，燃料电池堆的功率可以降低，从而降低成本；同时，燃料电池只在远途跑高速时使用，同时也减少了由于高低

10、速轮换对燃料 电池堆寿命产生的影响。丰田丰田上汽上汽 随着技术的成熟，获得低成本的氢气也成为可能。工业副产品氢，也就是那些炼焦炭、煤炭产生的氢气的收集，足够上千万辆氢燃料电池汽车使用，而风电、太阳能、核电普及以后，制氢的成本也会更低从全球新能源汽车的发展来看，其动力电源主要包括锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、铅酸电池、超级电容器，其中铅酸电池、超级电容器大多以辅助动力源的形式出现。新能源汽车所用电池分2种。一种叫磷酸铁锂电池，一种叫三元锂电池。这两种电池各有优缺点，一种循环寿命长一倍，另一种冬天续航更长一些。第一种，快速充电口。此类充电口一般在车头位置(江淮IEV5相反，下同)，属于直流充电方

11、式，需要使用大功率快速充电桩。充电时间比较迅速，一般几十分钟就能充电到80%。第二种，慢速充电口。此类充电口一般在车尾部一侧，同汽油车加油口。此类充电口需要使用慢速充电桩，也就是准车主最主要考虑安装的普通充电桩。该充电桩为220V交流输入，充满电需要数小时。一般购车时都会随车赠送一根充电线，一头插车上，一头插慢桩上。不过这种充电方式会比慢速充电桩更慢一些。充电汽车的3种充电方式第三种，应急充电口。又称充电宝。部分品牌会随车赠送一个，大小类似于电动自行车充电器，其中一头插电动车慢速充电口，另一头插家庭的三孔插座。对于那些不方便安装电桩的小区，但车位距离窗户又比较近的住户就非常方便了。只要在窗口拉

12、一根接线板出去就可以给电动车充电。不过这种充电方式会比慢速充电桩更慢一些。第一种，公用快速充电桩。一般出现在高速公路、公用充电停车场等，提供直流充电，功率较大(20-30KW)，充电速度快，价格偏高(多为1元/度以上)。第二种，公用慢速充电桩。一般在公共充电停车场，快桩的周边都会有几台慢桩，功率小(2-3KW，比亚迪E6是7KW)，充电慢，可以刷电卡充多种车辆。但是目前情况看，部分电桩由于协议问题，出现了个别车辆不能充电现象。相信这种技术问题很快就能解决。第三种，自用慢速充电桩。就是自己申请报装的慢速充电桩，通过国网电卡计费，此桩功率根据车型不同而订，一般车辆充电桩不到3KW，比亚迪E6则需要

13、7KW。第四种，自家飞线充电。这种就是在家里不具备安装电桩条件，从自家窗户拉一根接线板出去，连接充电宝给车辆慢充的方法。这种充电方式功率不大，家庭可以承受。只不过考虑到自家用电的阶梯电价，并不是很划算的办法。当下情况，限制新能源电动车发展的瓶颈还是充电桩。社区开放充电站是可以申请免费建立的。充电桩安装费与普通汽车的保养以及用油费用比较也就不算什么了，但是车位紧缺依旧是重大问题。最后再来说一下新能源电动车的用电成本。如果家里建立了国网的充电桩，享受的电价为0.48元每度。以车友反映百公里的用电总费用为7元左右！同理，如果用快充桩或者商用电的话，按比例增长为15元左右。而目前市面上的汽油车百公里油

14、费最少也要40元(在极端省油的路况下！)在汽车行业，越来越多的汽车企业将目光聚焦于新能源汽车，新能源汽车产业的广阔前景推动了动力电池产业的快速发展。在整个动力电池产业链中，从上游原料、电池材料、电池生产商到下游整车企业都将受益于新能源汽车的发展，因此，市场也表现出了极高的关注度，引发了一轮又一轮的投资热潮。但尽管如此，中国的动力电池产业链现状还是存在着不少隐患。目前，我国动力电池产业面临着技术不成熟、标准体系缺失、安全性重视不足等多方面问题，生产水平也与国外存在较大的差距。电池的一致性、安全性、成本等因素也制约着产业的健康发展。整个产业链的快速发展需要电池材料企业、电池生产商以及整车企业一起携手配合。 生物质通过气化和微生物催化脱氢方法制氢。在生理代谢过程中产生分子氢过程的统称。生物制氢技术尚未完全成熟，在大规模应用之前尚需深入研究。研究大多集中在纯细菌和细胞固定化技术上，如产氢菌种的筛