高级电池有什么？

传说中的高级电池

(一)氢燃料动力电池

我们先来日本搞得氢燃料动力电池，燃料动力电池我们可以理解成一种加燃料出现电能，一般不充电的电池。也就是说，氢燃料动力电池的充电方式其实就是加注氢，和我们传统汽车加油是相同的。

氢燃料动力电池电动汽车的优势是没有污染物排放，氢发电，电机驱动车辆，我们只要把加油站换成加氢站就可以了。

这个过程看上去很简单，但是问题出在氢的制造、运输、储存上。气态氢气要高压气罐储存，液态氢气要大量电能维持在很低的温度。使用远比燃油麻烦。

虽然氢气制造并不是很困难，但是把制造好的氢气运输到加氢站，就要铺设专门的管道。而加氢站给氢燃料动力电池电动汽车加氢，也要专门的设备。(氢有氢脆，对传输、储存的材料要求很高，氢气很容易泄露爆炸燃烧，对设备的安全性要求也很高)

燃油，天然气都有现成的基础设施可以利用，锂离子电池有现成的电网可以利用。而氢燃料动力电池电动汽车要从头建立一整套制造、运输、储存的系统，全套的基础设施。这个难度太大。

所以，除非有政府不计成本的补贴建设全套基础设施，否则氢燃料动力电池电动汽车就是个花瓶。日本搞这个因为日本在整个氢燃料产业链上全部占有制高点，其他国家不会那么傻，自己投入巨资重建一套系统，还让日本人掌控命脉，所以氢燃料动力电池难以推广。

(二)铝空气电池

铝空气电池虽然是金属电池，其实也应该算作燃料动力电池。通常铝空气电池也是不充电的，只要更换铝材料即可。

其实铝空气电池的原理类似的助听器里面常见的锌空气电池。

这种金属燃料动力电池的优点是能量密度比大，缺点是功率密度比低。用在低功率的助听器上没有问题，用在汽车上功率会不太够，往往要配合功率高的锂离子电池使用。

锌空气电池相比来说比较成熟，已经有量产产品，在汽车上也有试用。

铝空气电池比锌空气电池能量密度更高，有更好的前途，但是因为铝的化学性质问题，难以保证安全稳定，目前连可以量产的成品都没有，实用化为时尚早。

而且，金属燃料动力电池因为不充电，同样面对着产业链的问题。无论是锌空气电池还是铝空气电池，都是下面这种循环。

1、金属制造厂电解金属氧化物制造金属；

2、金属运输到换电站

3、换电站用金属更换掉用户电动汽车内的金属氧化物(金属电池放电完毕生成氧化物)

4、厂方回收氧化物重新电解成金属。

在这个流程中，要建立一条从制造到运输，到更换，到回收的产业链。同样涉及到基础设施建设。建立遍布全国的换电站几乎是不可能完成的任务。

所以，即使铝空气电池成功，也只能用于城市公交、出租一类可以固定位置换电(出租车在出租公司，公交车在公交公司)的场所。全面普及和氢燃料动力电池同样困难。

(三)液流电池

液流电池是普通的化学电池，它的特点是把正极和负极电解液单独存放，解决了普通化学电池活性物质利用率的问题。理论上可以有更高的能量密度，而且充放电次数也更多，有非常理想的性能。

但是液流电池受制于材料和电解液的浓度，发展了多年能量密度依然很低，储能电站可以使用，不能用到汽车。

麻省理工的科学家蒋业明博士发明了半固态锂液流电池，在材料上做了革新，让电解液浓度大幅度提升，这就让能量密度和功率密度达到了实用化的水平。

不过，蒋博士的这个电池还在实验室阶段，到成熟的成品尚有时日，更不用说量产了。

NanoFlowcellAG公司推出液流电池汽车，从其给出的技术指标看，似乎是做到了很高的能量密度，可以实用化，目前车辆已经开始测试。但真假还有待验证。

但是，液流电池只要把实验室技术转化成量产产品，就可以真正改变电动汽车行业。让电动汽车跑的更远，价格更便宜(液流电池的原理决定它所使用的昂贵材料更少)，充电更快(液流电池可以通过电网充电，也可以直接更换电解液完成快速充电，不过更换电解液同样要产业链配套)

(四)石墨烯电池

石墨烯有很大的比表面积，可以携带更多的锂离子，得到和失去锂离子的速度都很快，这种特性给锂离子电池新增容量，加快充放电速度供应了物理基础。

但是在试验中，石墨烯做负极的锂离子电池循环寿命很差，充放电快，但是两次就失效了，显然是不能用的。

于是，人们就开始研发各种各样的复合材料来做负极，试图找到一种材料，能把充放电速度快、长循环寿命、高能量密度，低成本结合起来。