電動車的希望－－壽命長充電快鋅碳電池

摘 要：能超快充電、壽命長、環(huán)保無污染的鋅碳電池和由國家電力企業(yè)經(jīng)營的公用充電站，兩者共同為電動車提供新的動力，推動電動車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。電動車的可持續(xù)發(fā)展建立在充、放電性能優(yōu)異、環(huán)保的電池和公用充電站設(shè)施這兩個基礎(chǔ)上。
關(guān)鍵詞：環(huán)保型動力電池、壽命超長、充電快

[鋅碳電池簡介]

　　鋅碳電池是以鋅溴化合物為負極材料，碳為正極材料，液體活性電解質(zhì)為存儲電能的載體。它的第一個特征為無污染。鋅碳電池材料全由國產(chǎn)材料組成，其來源廣泛且豐富，電池無毒性物質(zhì)，在生產(chǎn)、使用、報廢后回收再利用過程中均無污染。第二個特征為壽命長。電能存儲于電解質(zhì)中，幾個月定期補充一次電解液，電極不再作為存儲電能的載體，因此循環(huán)壽命長。一般一輛車出廠時配備了一組電池不必再更換，可以與車輛壽命一樣長。第三是超快充電。能以2-3C電流充電，適合在公用充電站上充電，車輛行駛距離不再受充電時間限制。同時能負放電，車輛上不需欠壓保護系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)，其成本略高于普通動力電池，是目前最適合電動車輛的動力電池。

　　電池性能：比能量：40wh/kg；比功率：150w/kg；循環(huán)壽命大于2000次；充電性能：2-3C；工作溫度：-20℃—50℃；安全性：無爆炸起火。

　　鋅碳電池特點之一是可以根據(jù)所需電池組最高電壓制成單體電池，容量由3-10Ah定型為單體電池，成組時以并聯(lián)方式組配，對電池組容量增加或減少有很大的機動性。

　　鋅碳電池特點之二是每使用一段時間（2-3月左右）需補充一次電解液，這也是電池循環(huán)壽命長的優(yōu)點。電解液由電池制造商提供，用瓶裝，加注時可由用戶自己完成，也可由維修店完成。

　　鋅碳電池特點之三是電池充、放電和存放均需水平狀態(tài)放置。

　　對電動自行車、電動摩托車而言，電池箱應(yīng)滿足水平放置要求，對于電動三輪車、電動四輪車、電動汽車、專用汽車、工程車輛而言，需有提供電池水平放置的空間和位置。

　　鋅碳電池原用于電動公交大巴，已行駛了上萬公里，經(jīng)科技部鑒定驗收。當時成本稍高，電池結(jié)構(gòu)尚有待完善之處。經(jīng)近幾年攻關(guān)，原有的不足均已突破，經(jīng)實際使用驗證較原有水平有了質(zhì)的飛躍，現(xiàn)已具備裝備車輛的條件，擬先在電動摩托車、電動三四輪車上推廣，最終在電動汽車上使用。

　　隨著公用超快充電站的建立和完善，在十分鐘內(nèi)充電70%-80%容量，使充電像加油一樣快可以實現(xiàn)了。

[當前動力電池問題]

　　市場(Rialto)上的電動車輛其動力電池之95%-98%是鉛酸電池，其中電動自行車（簡易款、豪華(Regal)型）采用的是免維護電池。電動三輪車、電動四輪車、游覽車、叉車等采用的是加液維護型電池，由于其價廉、工作可靠、充電方便、更換簡單，成為市場(Rialto)主流電源。隨著電動車輛與日俱增，電池使用量越來越大，呈現(xiàn)生產(chǎn)銷售、使用、回收再利用的興旺景象。隨之而來的對鉛酸電池污染問題卻引發(fā)了對電動自行車和其他電動車輛行業(yè)的非議，以致有的地方已禁止它們上路，這種境遇恐日后還會加劇。令電動車行業(yè)不解的是：所有車輛之啟動電源、車載電子設(shè)備電源均為鉛酸電池，其總量也不小，為何不反對后者而限制前者呢？原因很簡單：電動車是后來者，而且以此為動力，壽命短、更換量大，在短時間內(nèi)造成了巨大數(shù)量，加劇了生態(tài)環(huán)境的負擔，這與已被禁用的農(nóng)藥“DDT”、制冷劑“氟利昂”、一次性發(fā)泡餐盒以及塑料馬甲袋等一樣，將來很可能也會被限制乃至禁止。電動自行車這幾年倍受爭議，其實反對者能站住腳的理由只有這條：鉛酸電池在生產(chǎn)、報廢后回收過程中存在污染現(xiàn)象，對環(huán)境產(chǎn)生影響。因此電動車行業(yè)要可持續(xù)發(fā)展并且長盛不衰，必須找到一種環(huán)保的動力電池，其綜合性能不錯，確實能適用于電動車輛，以早日替代鉛酸電池，為整個行業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

　　鎳氫電池于三年前入市用于電動自行車，其性能不錯且較環(huán)保，價位較高，對造就高端產(chǎn)品較有利。但鎳氫電池成組匹配需經(jīng)過嚴格篩選，需更換時要由專業(yè)技師、專用設(shè)備才行。另外電池需用鎳，雖量有限，但鎳用處大：造幣、不銹鋼等行業(yè)更需要它，這就從根本上限制了它的發(fā)展空間。

　　鋰電池重量輕，體積小，環(huán)保性能優(yōu)，目前作為高端產(chǎn)品用于電動自行車和電動汽車上。它的局限性在于對充電設(shè)備要求高，放電由電池管理系統(tǒng)控制，這就使其本身價格高，再需配置高價充電器和電池管理系統(tǒng)，使之缺乏競爭力。隨著人們對鉛酸電池非議，不少商家開始重視鋰電池之應(yīng)用，在未來(Futura)一兩年會引起一個小小的熱潮。但不管是用于電動自行車還是電動汽車，它的制造成本是個繞不開的檻。如果鋰電池能解決成本問題，那么它將提升一個檔次，其使用范圍也將拓寬。

　　燃料電池不是電池，它實際上是一套氫氧發(fā)電裝置。如果氫源不是純氫而是由汽油、甲醇等碳氫化合物經(jīng)改質(zhì)器分離出純氫供發(fā)電，改質(zhì)器實際上是一套化工反應(yīng)裝置。燃料電池的出路在于簡單，惟有簡單才能實用，才能普及，否則只能是樣機。如何才能簡單？一是思路改變，二是技術(shù)的改進和突破，三是材料替代，四是氫氧供應(yīng)系統(tǒng)常溫常壓下工作，這對氫氧供應(yīng)就容易了。

鋅、鋁空氣電池應(yīng)用于車輛尚不成熟，即便能實用，電池更換做起來也不易。至于鈉硫電池、礬電池有待研究，應(yīng)用尚待時日。

　　目前市場(Rialto)上仍有鎳鎘電池應(yīng)用于電動車輛之兩級市場(Rialto)，這對電動車產(chǎn)業(yè)是個隱患，也給反對者提供了一個佐證。同時它確實對環(huán)境產(chǎn)生污染，其危害程度甚于其他電池，應(yīng)當予禁止。

　　車載動力電池要求不同于地面電源，能適用于通信機房、風力發(fā)電電源等場合，到車上使用則有很大差別，因此它們的要求不能等同。

[市場(Rialto)選擇和政府作為]

　　電動車（電動自行車、電動摩托車、電動三輪車、電動三輪卡、電動微四輪）這十多年的發(fā)展是時代進步之必然，因為一是人們經(jīng)濟上買得起，二是人們有省力的愿望，三是技術(shù)積累的具備：免維護鉛酸電池、直流電機和電子控制技術(shù)、輪轂電機的實用等等，在此社會背景下其迅猛發(fā)展勢不可擋。它發(fā)展到今天基本上是由市場(Rialto)需求和企業(yè)牟利兩者的雙重作用發(fā)展起來的，中國已由自行車王國發(fā)展成電動車大國。電動車行業(yè)已經(jīng)站穩(wěn)腳跟，但如何使產(chǎn)品變成產(chǎn)業(yè)，是當前不用回避的課題。

　　電動車飽受非議的兩個方面：一是電池污染和電池性能即充電時間長、續(xù)行里程短，循環(huán)壽命短等；二是電動車超標。電池性能如果得不到根本改善和提高，如果不解決可能帶來的環(huán)境污染，將直接影響到電動車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

　　據(jù)此應(yīng)理清思路：電池問題可以通過改用環(huán)保電池和完善充電設(shè)施來解決，這點政府只需一個規(guī)劃，一個行政許可，企業(yè)就會去干，資金由企業(yè)自籌。至于電動車超標問題：一是企業(yè)有從眾心理，市場(Rialto)什么好銷就造什么。二是為了好賣，推出超標產(chǎn)品來爭取市場(Rialto)占有率，由此產(chǎn)銷方、使用方皆大歡喜。

　　電動車發(fā)展到今天這個規(guī)模，禁已經(jīng)無濟于事了。現(xiàn)在只有建立完善齊全的國家標準系列，嚴格產(chǎn)品的質(zhì)量指標，淘汰落后的工藝、電池，電機一定要達到效率指標，趁勢將電動車行業(yè)整體提升一個檔次，使之成為既有市場(Rialto)又符合環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。

　　對于某些超過國標許可的產(chǎn)品，或仍舊使用違禁電池的企業(yè)，主管部門應(yīng)依法將其逐出市場(Rialto)并取消其生產(chǎn)許可證。不能因某一企業(yè)違規(guī)、違法行為而使整個行業(yè)“停擺”。行業(yè)協(xié)會也應(yīng)依法清理門戶不再無所作為，如果相關(guān)職能部門都能負起該負的責任，電動車行業(yè)應(yīng)該能管理好。

[電動車發(fā)展之希望]

　　電動車是由電動機驅(qū)動的，其電能是由車載儲能器（電池）所提供或有燃料電池（氫氧發(fā)電機）所發(fā)的電提供的。誰掌握了優(yōu)質(zhì)、環(huán)保的動力電池，誰就擁有了電動車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主動權(quán)，這個原則已成為大家的共識。

　　中國電動車市場(Rialto)潛力巨大，電動車行業(yè)已經(jīng)形成，但這個行業(yè)并不強。雖其產(chǎn)業(yè)已具雛形，但基礎(chǔ)不穩(wěn)固即產(chǎn)品眾多但尚未形成產(chǎn)業(yè)。企業(yè)需在兩個方面下功夫：一是按國標生產(chǎn)，二是做好電池的環(huán)保和電池的保養(yǎng)服務(wù)，建立完善的公用充電站系統(tǒng)。國家電力公司已組織相關(guān)省份之電力企業(yè)開始做前期調(diào)研工作。在不久的將來，為電動汽車和各式電動車輛提供超快充電的公用充電站將如雨后春筍般出現(xiàn)在城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)，為電動車產(chǎn)業(yè)提供堅實的公用充電基礎(chǔ)設(shè)施。

　　有了電動汽車、電動摩托車、電動自行車各項各類國家標準，有了環(huán)保、長壽命、快充電的鋅碳電池和其他各種先進電池，有了由電力公司經(jīng)營的公用超快充電站，電動車產(chǎn)業(yè)是可以持續(xù)發(fā)展成強大產(chǎn)業(yè)的。有了優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，有了無盡的市場(Rialto)和眾多用戶，電動車必將以嶄新的產(chǎn)業(yè)形象得到國家相關(guān)主管部門的認可和社會共同的認同，電動車是中國的國民(National)車，這點已得到市場(Rialto)和用戶的認可，今后需要做的是質(zhì)的改變和飛躍。

　　電動車的研發(fā)制造和運營需遵守以下原則：準確的定位、恰當?shù)挠猛尽⒑线m的車型、經(jīng)濟的配置、環(huán)保的電池、耐久的壽命、夠用的電量、超快的充電、完善的網(wǎng)絡(luò)、到位的服務(wù)、可靠的性能和合理的價位。■江蘇省常熟市合眾環(huán)保能源技術(shù)研究所 沙永康