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鋅空氣電池的發(fā)明已經(jīng)有上百年的歷史，1995年以色列電燃料（ElectricFuel）有限公司首次將鋅空氣電池用于EV上，使得空氣電池進入了實用化階段。美國DreisbackElectromoTIve公司以及德國、法國、瑞典、荷蘭、芬蘭、西班牙和南非等多個國家也都在EV上積極地推廣應用鋅空氣電池。

1.鋅空氣電池的工作原理

鋅空氣電池以鋅（Zn）為正極、氧為負極、氫氧化鉀（KOH）為電解質(zhì)。鋅空氣電池地化學反應與普通堿性電池類似，其基本工作原理為電池正極上的鋅與電解液中的OH－發(fā)生電化學反應(負極反應)，釋放出電子。同時GDE（氣體擴散電極或空氣負極）反應層中的催化劑與電解液及經(jīng)由擴散作用進入電池的空氣中的氧氣相接觸，吸收電子，發(fā)生電化學反應(正極反應)。但鋅空氣電池充電過程進行得十分緩慢，通常鋅空氣電池正極的鋅板或鋅粒，在放電過程中，被氧化成氧化鋅而失效后，一般采用直接更換鋅板或鋅粒和電解質(zhì)的辦法，使鋅空氣電池完全更新。

2.鋅空氣電池的構(gòu)造

在單體電池中以鋅為正極，氧為負極，采用外氧式設計，在鋅空氣電池兩側(cè)有兩塊高功率、長壽命的空氣電極。成品的鋅空氣電池由一組單體電池串聯(lián)而成，車載鋅空氣動力電池組還包括空氣流通保障系統(tǒng)和電池組熱管理系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)，以確保動力電池組能夠長期、穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)。空氣流通保障系統(tǒng)，調(diào)節(jié)進入鋅空氣電池負極地空氣量，當不使用電池時，可以自動切斷空氣。熱管理系統(tǒng)保證鋅空氣電池組能夠可靠地工作。用更換鋅空氣電池中的鋅板或鋅粒和電解質(zhì)的"機械式"充電模式，既方便又快捷，只需3min即可完成"充電"全過程。更換下來的氧化鋅在專門的工廠進行回收處理，實現(xiàn)鋅的再生循環(huán)。

3.鋅空氣電池的基本特性

●充電特性

鋅空氣電池的充電模式，打破了普通蓄電池的常規(guī)充電模式，采用機械式更換電池的鋅板或鋅粒的"充電"模式，整體更換鋅空氣電池的活性物質(zhì)，將整個鋅空氣電池進行更換，電池不再需要花很長的時間來充電，更換一塊20kWh的電池塊只需要1分40秒。只要在公路沿線設置鋅板或鋅粒匣以及電解質(zhì)器匣的機械式整體更換站，其效果如同現(xiàn)在內(nèi)燃機汽車的加油站，直接"充電"，可以為用戶提供很大的方便。

●放電特性

鋅空氣電池具有大電流持續(xù)放電的能力，能夠滿足EV快速加速和連續(xù)爬坡的要求。

●自放電率

鋅空氣電池的電化學反應過程中，要與空氣中氧氣發(fā)生作用，只要阻隔空氣進入鋅空氣電池即可使鋅空氣電池的電化學反應無法進行，可以使鋅長時期保持其活性。實際使用時鋅空氣電池的自放電率很低，接近于零，具有長期保持電能的能力。

4.鋅空氣電池的特點

●比能量大

鋅空氣電池的理論比能量可達1350Wh/kg，目前的鋅空氣電池的實際比能量只達到180～230Wh/kg，仍然是鉛酸電池的4.35~5.5倍。能量密度達230Wh/L，也是鉛酸電池的2～3倍。采用鋅空氣電池后，電動車輛能夠明顯地提高車輛地續(xù)駛里程。

●性能穩(wěn)定

成組的鋅空氣電池具有良好的一致性，沒有其他類型電池的充電和放電的不均勻現(xiàn)象。允許深度放電，電池的容量不受放電強度和溫度的影響。能在－20～80℃的溫度范圍內(nèi)正常工作。鋅空氣電池可以完全實現(xiàn)密封免維護，便于電池組能量的管理。

●安全性好

鋅空氣電池能夠有效地防止因泄漏、短路引起的起火或爆炸。鋅沒有腐蝕作用，可以完全實現(xiàn)密封免維護，對人體不會造成傷害和危險。

●鋅可以回收利用、制造成本低

鋅的來源豐富，生產(chǎn)成本較低。回收再生方便，回收再生成本也較低，可以建立廢電池回收再生工廠。鋅在循環(huán)使用過程中，不會污染環(huán)境。

5.世界各國鋅空氣電池開發(fā)情況

●以色列電燃料（ElectricFuel）有限公司開發(fā)的鋅空氣電池，裝在載重1000kg、總重3500kg的電動郵政車上，實驗結(jié)果為：比能量達到207Wh/kg，350kg的鋅空氣電池使電動郵政車行駛了300km，最高車速可達120km/h，由靜止加速到80km/h為12s，該車具有良好的動力性能。更換鋅粒匣和灌滿電解質(zhì)的時間為2min。以色列設有每小時能處理10kg鋅的再生處理廠，可以供給10～15輛電動郵政車更換鋅粒匣服務。

●美國DreisbackElectromoTIve公司開發(fā)的鋅空氣電池，已在公共汽車和總重9t的貨車上使用，公共汽車可連續(xù)行駛10h左右，貨車最大續(xù)駛里程達113km。

●德國奔馳汽車公司的MB410型電動廂式車，標準總質(zhì)量為4000kg，采用150kWh的鋅空氣電池，從法國的Chambery城越過阿爾卑斯山，連續(xù)爬坡150km，山的最高處2083m，公路全程244km，到達意大利的都靈，僅消耗了65％的電量（97.5kWh）。該車從德國的不萊梅到波恩，最高車速達到120km/h，一次充電后走完全程425km的路程。

●瑞典斯德哥爾摩市德電動貨車、電動客車和電動服務車輛上，采用的鋅空氣電池比能量為180Wh/kg，比功率為100Wh/L，續(xù)駛里程350～425km之間。該市的鋅空氣電池廢料回收處理能力為250kg/h，可為150輛EV提供再生的鋅粒。