鋰空氣電池有望使電動車達到與汽油車同等行駛裏程

據sciencedaily報道：鋰-空氣電池有望給電動車帶來廣泛前景，丹麥國家實驗室材料研究所高級科學家認為，如果能成功的開發這項技術
，考慮到內燃機隻有30%左右的效率，鋰-空氣電池的能量密度將會達到汽油和柴油的級別。如果擁有如此高密度的電池變成現實
，那麼我們就可以設想電動卡車的出現。

zhongsuozhouzhi
，diandongchedezhimingruodianshidianchidenengliangmidudi，xuhanglichengjiduan。diandongchedeshouyaoyoudianshitakeyibingruzhinengdianwang，tanengzuoweiweilaidianwangdeyizhonghuanchong。

2噸電池還是50升汽油？

丹麥瑞索實驗室一份能源報告提到，當今電池的能量密度比化石燃料要低兩個數量級。這就意味著擁有50升汽油能量電池包重量會高達1.5到2噸。

鋰-空氣電池能達到同汽油相同的有效能量密度

鋰-空(kong)氣(qi)電(dian)池(chi)以(yi)鋰(li)為(wei)陽(yang)極(ji)

，以(yi)多(duo)孔(kong)碳(tan)為(wei)陰(yin)極(ji)在(zai)工(gong)作(zuo)時(shi)吸(xi)收(shou)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)氧(yang)氣(qi)。因(yin)此(ci)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)說(shuo)電(dian)池(chi)的(de)一(yi)端(duan)是(shi)開(kai)路(lu)，或(huo)者(zhe)說(shuo)它(ta)有(you)自(zi)己(ji)的(de)氧(yang)氣(qi)供(gong)應(ying)。在(zai)放(fang)電(dian)時(shi)，氧(yang)氣(qi)和(he)鋰(li)反(fan)應(ying)生(sheng)成(cheng)Li2O2，充電時進行相反的反應釋放出氧氣。兩個反應都是在碳電極表麵進行。

充電困難

在過電壓放電後，電池需要充電。鋰-空氣電池所謂的平衡電壓是3V。電池放電時，電壓降至2.6-2.7V. 要重新充電，電壓必須增至4.5V。相較而言鋰離子電池隻能在10%的過電壓下充電。鋰-空氣電池充放電循環能量損失大約在40%。要降到和鋰離子電池一樣的10%的損失對其是一個嚴重的挑戰。

為了解決這一問題

，Tejs Vegge對鋰-空氣電池進行了廣泛的電腦計算，即所謂的DFT計算
，DFT指密度函數理論。使用這一方法，有可能在原子水平應用著名的Schrödinger方程進行近似模擬
，計算鋰和氧如何反應。Tejs Vegge希望能夠通過這種方式找到高過電壓的原因和降低的方法，比如加入合適的催化劑。

除了電腦計算
，X光(guang)和(he)中(zhong)子(zi)射(she)線(xian)都(dou)用(yong)來(lai)對(dui)電(dian)池(chi)進(jin)行(xing)檢(jian)查(zha)。最(zui)後(hou)對(dui)電(dian)池(chi)在(zai)實(shi)際(ji)運(yun)行(xing)中(zhong)的(de)特(te)性(xing)進(jin)行(xing)了(le)測(ce)試(shi)。對(dui)大(da)的(de)鋰(li)電(dian)池(chi)包(bao)的(de)測(ce)試(shi)是(shi)在(zai)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)及(ji)固(gu)體(ti)化(hua)學(xue)研(yan)究(jiu)所(suo)改(gai)裝(zhuang)冷(leng)凍(dong)中(zhong)進(jin)行(xing)的(de)。電(dian)池(chi)必(bi)須(xu)能(neng)經(jing)受(shou)極(ji)寒(han)和(he)極(ji)熱(re)的(de)考(kao)驗(yan)
，而(er)冷(leng)凍(dong)箱(xiang)中(zhong)溫(wen)度(du)可(ke)以(yi)低(di)至(zhi)零(ling)下(xia)60°C 高至50°C 。

必須快速放電——至少300次。

現如今，金屬空氣電池隻是應用在對能量密度有高需求的一次性電池上，比如軍用設備，還有助聽器上使用的一次性鋅-空氣電池。如果電池在其壽命之內要為汽車續航25000公裏裏程
，並且電池充一次電能維持800公裏左右

，那麼它必須能夠做到300次滿充滿放。鋰-空氣電池試件目前隻能達到50次，所以研究人員麵臨著很大的挑戰。

除了充電次數必須滿足要求
，還必須實現快速充電。將汽油加滿油箱隻需要幾分鍾，然後汽車又可以再行駛800-1000公裏。這對於鋰-空氣電池是一個極大的挑戰，因為它雖然能含有和汽油等量的能量，但充電時間卻要多得多。