锌溴液流电池取代锂电成为下一代电动汽车电池的可行性分析
1、锂电
目前绝大部分电动汽车是用磷酸铁锂电池,但是要普及锂电汽车还有几大困难:
(1)价格。电池的成本占电动汽车的一半以上,最新的特斯拉汽车售价高达70多万元,普通人买不起。
(2)能量密度。磷酸铁锂电池的理论比容量为170wh/kg,钴酸锂电池的理论比容量为200wh/kg。所以锂电汽车
的大部分载荷都花费在电池的重量上了。
(3)安全性。......自己去搜索近期的报道。
(4)充电时间。快充模式可以在几十分钟内充满80%,但是对电池损害比较大,而且有一定危险。慢充需要几个小时至十几个小时。厂家一般都建议使用慢充模式。
2、超级电容
据报道““超级电容有望替代电池”论断尚无可靠依据。尽管引入石墨稀后,超级电容的能量密度将大幅提升,但仍远低于锂电,超级电容能量密度为74wh/kg。不过超级电容的优势是充电时间很短(几秒)和安全,可以用于电动汽车的辅助调峰和刹车储能。
3、氢动力汽车
氢动力汽车技术近年来有很大进步,优点是充气时间短、动力强。但是目前要解决的问题是(1)氢气的生产成本(2)安全和高强度的储氢罐(3)安全性(4)充气设备的价格。其中,安全的问题尤其重要。另外,氢气的生产过程是否环保也存在争议。
4、液流电池
液流电池目前主要有锌溴液流电池和全钒液流电池,锌溴液流电池的成本价格仅为全钒液流电池的1/5左右,具有天然的优势。
(1)价格。锌溴液流电池的成本目前已经接近铅酸电池,理论上今后还可以更低。仅为锂电池的1/5左右。
(2)能量密度。能量密度可达430 Wh/kg。行驶距离更长。
(3)安全性。非常安全。
(4)充电时间。可以很短,快充模式对电池没有损害。
(5)另外还有寿命长、可以100%深度放电、无自放电、超大功率、可瞬间充电、对工作环境几乎无要求等其他优点。
上述数据告诉我们,目前锌溴电池是电动汽车的最
佳能源提供者。下面让我们看看与之相关的资料:
锌溴电池:
锌-溴电池为半沉积型液流电池。2O世纪7O年代中期,有人将锌溴电池的电解液由静止改为流动,抑制了锌沉积枝晶的产生,锌溴电池成为沉积型液流储能电池,逐步走向了商业化。
锌溴电池为半沉积型,电解液为ZnBr2水溶液,电极间放置微孔隔膜,电解液中加入季胺盐类配体来阻止溴单质扩散至负极。由于溴的强腐蚀性,电极一般采用添加高比表面积碳层的碳塑复合材料。为了使锌镀层均匀,降低锌的腐蚀速率,需严格控制溶液的pH值;此外,还需通过电池设计或电极保护的方法,减少漏电电流。据报道,美国、日本等国组装了5~45 kWh的锌溴电池,用作电动车电源;ZBB能源公司设计了400 kWh的示范电堆;日本装配了1~4 MWh的锌溴电堆,整体能量效率约为65.9%。
锌溴液流电池理论开路电压为1.82 V ,高于全钒液流电池。锌溴电池在近常温下工作,不需要复杂的热控制系统,其大部分构件由聚乙烯塑料制成,便宜的原材料和较低的制造费用使它在成本上具有竞争力。锌溴液流电池的这些特点,使它成为大规模贮能电池的选择之一。锌溴电池已试用于可再生能源发电储能。
在A股上市公司中,只有
鑫龙电器间接控股的孙公司安徽美能储能系统有限公司能够生产锌溴电池系统,其达产后的年产能将能达到2000套左右(按50千瓦时标准柜计算),但目前尚未大批量投产,且只有几套对外销售发货,具体达产时间存在不确定性,所以该系统盈利能力不确定。安徽鑫龙电器股份有限公司间接持有安徽美能储能系统有限公司注册资本的41.28%,只享受投资收益,不纳入合并报表范畴,所以对安徽鑫龙电器股份有限公司当年经营业绩的影响较小。鑫龙合作伙伴ZBB的网站产品介绍有电动汽车系统,鑫龙目前有没有该项技术不知道,但是不排除今后研发或引进。液流电池是下一代电动汽车电池这在国外已经达成共识。ZBB的网站还介绍锌溴电池系统用于电动汽车充电站。
锌溴液流电池储能系统领先厂商ZBB能源公司日前获得了两项合约,而且都与电动汽车充电站建设相关。ZBB正试图通过相关项目的运作正式进军电动汽车充电站领域。
ZBB能源公司试图将其锌溴液流储能系统与太阳能发电结合建设完全由清洁电力供应的电动汽车充电设施。ZBB能源公司总裁兼首席执行官Eric Apfelbach表示:ZBB储能系统已经在分布式能源、微电网系统中得到了很好的应用,我们在电动汽车充电站领域的尝试将证明我们的产品还有其他尚待开发的市场机会。在民用和商用储能市场,电动汽车充电站和商业楼宇微型电网系统都是很好的市场点。
ZBB能源公司目前累积订单价值已达570万美元。鑫龙的移动应急电源用于电动汽车充电应该没有什么问题,设想将来高速公路上,每百公里至少要配套一辆应急充电车,鑫龙的“世界第一套锌溴液流电池储能可移动式保电系统”将大放异彩。