Анализ перспектив развития алюминиевых воздушных аккумуляторов.

Алюминиевые воздушные батареи в последнее время пользуются спросом в промышленности. Кто-то спросил в Интернете: «Каковы перспективы использования алюминиевых воздушных батарей?» Следующие ответы пришли от практикующих, применяющих батареи.

Джи Су

Ставка на воздушную батарею еще находится в лабораторных условиях. С точки зрения данных, это действительно значительное улучшение производительности. Может ли это спасти рынок, но результат не равен продукту, продукт не равен индустриализации, а индустриализация не равна принятию пользователем.

Поэтому перспектива действительно плохая, можно сказать только консервативная и оптимистичная.

Процесс изготовления литий-металлических батарей не освоен в Китае, и может быть невозможно производить отечественные продукты с использованием отработанных технологий. Насколько я знаю, Израиль лучше, и там мало военной продукции.

Чжо Лян

Новость очень хорошая, батарея тоже очень хорошая, но есть недостаток.

То есть заряжать нельзя!

После того, как электричество разрядилось, нужно отвезти машину в специальное место, чтобы поменять аккумулятор ... Чем это отличается от заправки?

Фактически, в CitroenC1, упомянутом в новостях, этот алюминиевый воздушный аккумулятор используется с литий-ионным аккумулятором. Ежедневный пробег - это обычно литий-ионный аккумулятор. Когда он израсходован, активируется алюминиевый воздушный аккумулятор, так что это фактически запасное колесо. Это только в том случае, если дневной пробег израсходован, а зарядная станция не найдена. Если вы его тоже используете, вам придется его поменять, а не идти домой, чтобы заполнить.

Что касается Tesla, я всегда планировал использовать литий-ионные аккумуляторы в качестве основной силы. В последнее время я вкладывал большие средства только в строительство завода Giga. В 2020 году я вышел только на проектную мощность. Перед этим «мы рассматривали ситуацию с другими возможными технологиями». То есть наиболее перспективным является литий-ионный аккумулятор.

Велкинсити, инженер по производству литий-ионных аккумуляторов

В воздушно-алюминиевой батарее используется алюминий Al высокой чистоты (содержащий 99,99% алюминия) в качестве отрицательного электрода, кислород в качестве положительного электрода и водный раствор гидроксида калия (КОН) или гидроксида натрия (NaOH) в качестве электролита. Алюминий поглощает кислород из воздуха, вызывает химическую реакцию при разряде аккумулятора и превращает алюминий и кислород в оксид алюминия. Разработка алюминиевых воздушных аккумуляторов идет очень быстро, и их применение на электромобилях дало хорошие результаты. Перспективная воздушная батарея.

Поскольку 100 килограммов могут проехать 3000 километров, зачем все же хранить литий-ионные батареи? А после разрядки литий-ионного аккумулятора запускаться хотите?

Я считаю, что хотя преимущества отличные, недостатки очевидны:

1. Удельная мощность ниже, а скорость зарядки и разрядки медленнее;

2. Запаздывание напряжения, скорость саморазряда велика;

3. Требуется система терморегулирования для предотвращения перегрева алюминиевой воздушной батареи во время работы.

Так что перспективы точно есть, но до устранения этих фатальных недостатков литий-ионные аккумуляторы в ближайшее время не будут заменены.

Различные воздушные батареи существуют издавна и относятся к линейке резервных батарей. Подумайте о замене куска металла, когда нет электричества, так идеально. Однако у таких аккумуляторов есть общая проблема: не существует идеального раствора электролитической мембраны, поэтому применение этого типа аккумуляторов не может быть расширено. Эта мембрана должна защищать стабильность металла в щелоке. Необходимо переносить ток в виде ионов. Учтите роль электролита в сепараторе батареи. Подумайте о роли электролитической мембраны металлического лития в тионилхлориде лития. Это первые открытия в области воздушных батарей.

Приложение: Алюминиевая воздушная батарея Добро пожаловать, Патентная металлическая воздушная батарея Tesla

По сообщениям СМИ, на конференции по усовершенствованным автомобильным аккумуляторным батареям в Атланте в 2014 году Alcoa и израильская компания Phinergy подписали соглашение о совместных разработках по дальнейшему развитию алюминиево-воздушной батареи Phinergy. Алюминиево-воздушная батарея Phinergy может эффективно увеличить запас хода электромобилей. Конкретная сфера деятельности соглашения о совместной разработке в основном включает новые материалы, новые процессы, а также детали и компоненты. Цель этой совместной разработки - как можно скорее продвигать алюминий-воздух. Аналитики коммерциализации батарей заявили, что в дополнение к последним результатам исследований Alcoa запатентованная технология Tesla также нацелена на металлические воздушные батареи, и будущее не исключает возможности реальной коммерциализации алюминиевых воздушных батарей.

Алюминиевая воздушная батарея станет будущим аккумуляторным направлением

По сообщениям СМИ, на конференции по усовершенствованным автомобильным аккумуляторным батареям в Атланте в 2014 г. (которая проходила в Атланте, США 3-7 февраля 2014 г.) Alcoa и израильская компания Phinergy доработали алюминиево-воздушную батарею Phinergy. По выпуску подписано соглашение о совместной разработке.

В качестве неперезаряжаемых батарей алюминиевые воздушные батареи используются с 1960-х годов и имеют очень высокую плотность энергии. Алюминиевая воздушная батарея состоит из каталитического воздушного катода, электролита и металлического алюминиевого анода с теоретическим энергетическим соотношением 8,1 кВтч / кг, что уступает только литий-воздушной батарее с 13,0 кВтч / кг. Однако, поскольку анодная коррозия воздушно-алюминиевой батареи во время процесса разряда генерирует водород, это не только вызывает чрезмерное потребление материала анода, но также увеличивает электрические потери внутри батареи, тем самым серьезно препятствуя коммерциализации воздушно-алюминиевой батареи. . В прошлом способ решения вышеупомянутых проблем в основном включал легирование металлического алюминия высокой чистоты определенным легирующим элементом для улучшения коррозионной стойкости металлического алюминиевого анода или добавление ингибитора коррозии в электролит.

Д-р Раймонд Килмер, исполнительный вице-президент и главный технический директор Alcoa, недавно заявил, что Alcoa обладает обширными знаниями в области технических материалов и имеет большой опыт коммерциализации новых продуктов. Это позволит коммерциализировать алюминиевые воздушные батареи Phinergy. Это также очень привлекательно для Phinergy. В настоящее время автомобильная промышленность ищет новый экологически чистый источник энергии с нулевым уровнем выбросов, который может заменить традиционный бензин. Алюминиевый воздушный аккумулятор Phinergy может гарантировать автомобилю хороший запас хода, поэтому алюминиево-воздушный аккумулятор Phinergy с наибольшей вероятностью заменит традиционный бензин для достижения нулевого выброса новой энергии без загрязнения окружающей среды.

Согласно Phinergy, был разработан запатентованный процесс производства металлических алюминиевых анодов, который может увеличить потребление энергии металлическим алюминием и снизить ненужное потребление энергии химическими реакциями. Phinergy также сообщила, что она также разработала передовую систему управления батареями, предназначенную для улучшения использования энергии батарей. Воздушный катод алюминиевой воздушной батареи Phinergy оснащен специальным катализатором на основе серебра, который использует уникальную и инновационную структуру, которая пропускает кислород и блокирует углекислый газ. Благодаря этой инновационной конструкции воздушный катод алюминиевой воздушной батареи Phinergy может эффективно предотвращать карбонизацию электрода, поэтому срок службы может достигать тысяч часов. Когда алюминиевый воздушный аккумулятор Phinergy работает, его внутренний металлический алюминий реагирует с образованием гидроксида алюминия. Гидроксид алюминия может быть переработан на алюминиевом заводе, чтобы обеспечить его устойчивое использование.

Согласно Phinergy, алюминиевая воздушная батарея Phinergy содержит 50 алюминиевых пластин, каждая из которых может пропускать 20 миль энергии, поэтому вся алюминиевая воздушная батарея Phinergy может проехать 1000 миль (около 1600 тысяч метров). Кроме того, алюминиевый воздушный аккумулятор Phinergy был успешно интегрирован в дисплей электромобиля. Помимо приложений в индустрии электромобилей, Phinergy также заявила, что ее металлическая воздушная батарея также может использоваться в стационарных энергетических приложениях, таких как больницы, коммерческие аварийные генераторы для центров обработки данных, генераторы общего назначения и оборонные приложения, такие как мобильные дома. и беспилотные автомобили.

Запатентованная Tesla металлическая воздушная батарея

Самым большим узким местом в разработке электромобилей является технология аккумуляторов, потому что у электромобилей обычно есть фатальные недостатки, такие как длительное время зарядки и короткое расстояние вождения.

Но эти фатальные недостатки преодолеваются, и утечка информации о компании под названием Tesla Motors показывает, что она совершила серьезный прорыв в области автомобильных аккумуляторов. По сообщениям СМИ, в патенте описывается аккумуляторная батарея, состоящая из литий-ионной и металл-воздушной батареи, которая может преодолевать расстояние до 400 миль (650 км). Английская буква E означает экономичность, Tesla Mode lE размещается на дороге, чтобы упростить крупномасштабное применение электромобиля, ожидается, что он будет продаваться за 30 000 долларов США, а запас хода достигнет 200 миль.

Кроме того, согласно сообщениям зарубежных СМИ, Tesla Motor Corporation подала заявку на патент на «Систему гибридной аккумуляторной батареи с увеличенным запасом хода для электромобилей» 8 декабря 2010 г. и была одобрена Патентным ведомством США 25 июня 2013 г. Поезд не будет оснащаться бензиновым двигателем. Гибридная система, о которой говорится в этом патенте, фактически переходит от электричества к электричеству. Используя два типа батарей, теоретически возможно увеличить запас хода электромобилей.

Согласно сообщениям, «гибридная аккумуляторная система с расширенным диапазоном действия» Tesla включает стандартные литий-ионные аккумуляторные батареи, контроллеры и обычные двигатели. Чтобы усложнить ситуацию, есть также металлический аккумулятор для химии воздуха. Литий-ионная аккумуляторная батарея обеспечивает питание непосредственно автомобилю, а металлически-воздушная аккумуляторная батарея обеспечивает питание литиево-ионной аккумуляторной батареи. В запатентованной конструкции Tesla металлический аккумуляторный блок по существу заменил двигатель внутреннего сгорания с расширенным диапазоном действия. Металлический воздушный аккумулятор имеет высокую плотность энергии и может накапливать больше электроэнергии. Теоретически он может работать как с расширенным диапазоном, но его удельная мощность относительно невысока.

По словам инсайдеров отрасли, аккумуляторным технологиям необходимо совершить огромный скачок, чтобы стать по-настоящему массовым продуктом. В настоящее время есть еще три горы, которые имеют небольшой запас хода, длительное время зарядки и высокую стоимость аккумулятора, а это означает, что электромобили не могут быть цивилизованными. Mode lE, который Tesla планирует запустить в будущем, - это электромобиль для широкой публики. Поэтому Tesla необходимо снизить затраты на аккумуляторные батареи до более низкого уровня, чем сегодня.

Сообщается, что батарея с высокой плотностью энергии, используемая Tesla, имеет огромный недостаток, а именно: срок службы в цикле невелик (500 циклов), а один цикл определяется как полный цикл разряда батареи с номинальной мощностью кВтч. Volt использует 65% своей номинальной мощности и использует жизненный цикл 0,65 для каждого полного разряда. Другими словами, Tesla использует номинальную мощность батареи почти 90%. Возьмем, к примеру, модель ModelS на 85 кВтч. Его запас хода на одном заряде составляет 300 километров, а каждый жизненный цикл использует 0,9 жизненных цикла; проехал до 100 000 км. За это время аккумулятор разрядится 333 раза; глубина разряда (DOD) достигает 90%, что эквивалентно 300 циклам, и может легко достигать 500 циклов. Запас хода на одном заряде «Воланды» составляет всего 38 миль. При движении до 100000 миль цикл батареи должен достигать 1710 раз, а у Битсла намного больше.

Инсайдеры отметили, что «патент» Tesla - это не что иное, как гибридная батарея, похожая на батарею Volanda, которую можно использовать для повседневной езды (обычно не более 40 миль) и которую нужно заряжать каждый день. В соответствии с привычками вождения аккумулятор с увеличенным запасом хода используется редко, поэтому он может быть химическим компонентом с очень малым сроком службы. Более того, батарея с увеличенным радиусом действия не обязательно должна состоять из металлического воздуха и может быть любым химическим компонентом, имеющим высокую плотность энергии, малый срок службы и низкую стоимость. Таким образом, «гибридная аккумуляторная система с увеличенным запасом хода» Tesla - это просто расширение концепции, независимо от того, желательна ли эта концепция, но также необходимо увидеть производительность электромобиля Tesla ModelE.

Страница содержит содержимое машинного перевода.