钜大LARGE | 点击量：3158次 | 2021年09月10日
锌空气电池：新兴储能行业新军
锌空气电池不仅可作为清洁交通动力源，更是新能源发电储能的最优方法，如能突破电池体积大、还原成本高等技术瓶颈，将具有广阔市场前景2010年三月七日，我国工业集团公司旗下中航国际（香港）集团有限公司投资5亿元，与北京长力联合能源技术有限公司联合成立北京中航长力能源科技有限公司（以下简称中航长力），并设立北京锌空气电池研究中心，同时双方合作的锌空气电池产业化项目也落户于北京八达岭新能源产业基地。
锌空气电池可谓储能的最优方法，中航国际（香港）集团有限公司总裁季贵荣告诉记者，该项目落户八达岭新能源产业基地，就是为了服务于新能源发电公司。
对此，北京市副市长苟仲文也给予了充分肯定：该项目的建设，对执行绿色北京的计划，对延长新能源产业链条，改善新能源结构，推动相关产业的发展，乃至优化调整新能源汽车结构都具有重要意义。储能优势突出
在伊拉克，驻伊美军必不可少的一个装备就是可充电电池。常见的锂离子电池虽然可以供应一按时期的电源，但其电量消耗快的问题难以保障要。特别是在战争中，由于战地发电装置多数被毁，锂离子电池往往是英雄无用武之地。彼时，锌空气电池就成为最佳选择。
有关储能领域人士而言，锌空气电池的概念并不陌生。它是以活性炭吸附空气中的氧或纯氧作为正极活性物质，以锌为负极，以氯化铵或苛性碱溶液为电解质的一种原电池。在耗尽电荷量以后，只要更换锌电极和碱液，就可重复使用。以7号电池为例，锌空气电池的容量是同型号碱性电池的2.5倍，而重量却是碱性电池的2/3，在通常使用情况下，若用于手机，待机时间可超过45天。与锂离子电池相比，锌空气电池可以克服前者电量消耗快、寿命短、弃用后污染环境等问题，更不会出现锂离子电池那样因异常原因导致的爆炸事故。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
中航长力联合能源科技有限公司副董事长周利民告诉记者：氧气资源随处可见，而国内的锌资源丰富，地质储量居世界第1位。数据显示，至2004年底，我国锌的地质保有储量为9200万吨，而且资源分布相当广泛，几乎遍及全国。纯锌的原料价格约为每吨18000-19000元，而锂电所用的含量99.9%电池级碳酸锂，每吨价格约为37000-40000元，两者相比，锌的价格要低很多，且提取更为方便。因此，锌空气电池具有很高的社会和经济效益。我国发展锌空气电池最有资源优势，周利民说。
不少国际电池大厂已经瞄准了锌空气电池市场。知名电池厂商美国劲量（Energizer）正在着手推广锌空气电池。劲量称其锌空气电池通过技术改进之后，在同样体积下，电量是现有碱性电池或锂离子电池的3倍。目前，劲量已经得到了30家OEM厂商的支持，首款锌空气电池也将于2010年夏天上市，电压、容量和现有的9号电池相同，售价也会和其一次性锂离子电池类似。该公司还将推出使用锌空气电池的产品，包括无线键盘、蓝牙耳机、遥控器、掌上媒体播放器、迷你手电筒等。
由于出色的储能效果和安全性，通过近几年商业化项目的执行，锌空气电池已经大量应用于领域和日常生活中。最常见的是许多助听器里就使用了锌空气电池。数据显示，仅仅我国助听器市场目前年销售约7亿元，且每年以15%的速度上升。借助这一领域，锌空气电池市场迅速成长并进入了成熟期。
锌空气电池在很多领域可以替代铅酸、锌锰、银锌、镉镍等系列电池产品，具有广阔的国内市场。作为航标灯电源，我国内河航道的航标灯年要量在数万只；作为助听器、计算器、电子手表等产品的电源，国内外市场需求在数千万只；作为矿工头灯电源，全国市场保守估计在1000万只左右；在领域，锌空气燃料动力锂电池也具有极大的价值和运用前景，现已被广泛运用于单通道地面及空中通讯系统、通讯设备、计算机、夜视系统、数码信息设备、导向系统、监视传感器、闪光灯、和探测器等。锌空气电池车年内试路
1995年，以色列电燃料（ElectricFuel）有限公司首次将锌空气电池用于EV（电动汽车）上，使得锌空气电池车进入了实用化阶段。此后，美国DreisbackElectromotive公司以及德国、法国、瑞典、荷兰、芬兰、西班牙和南非等多个国家也都在EV上积极地推广应用锌空气电池。
以其他电池为动力的摩托车一般行程不大于60公里，且一般电池充电时间在10小时以上。而以锌空气电池作为动力的摩托车最大行程不低于210公里，放电电流大，放电曲线平稳，可作为动力电源长时间大电流放电，使用方便，续航距离长，且在使用时不须专门充电，只须到换液站对电解液进行置换，这一过程也仅要几分钟。
随着北京锌空气电池研究中心的成立，北京正式投入了锌空气电池的产业化运作阶段。年内北京将有采用锌空气电池的50辆电动大客车和环卫车，在北京市政府指定的线路进行路试，投入市公交和环卫系统的试验运行，为市场化运作供应可靠的依据。到2013年，将实现锌空气电池规模化生产，达到年产1000辆电动大客车电池和1000辆电动环卫车电池的规模。
锌空气电池采取抽换锌电极的办法进行机械式充电，更换电极的时间在3分钟内即可完成。换上新的锌电极，充电即告结束。它是一种有别于常规2次电池的新型2次电池。充电时间极短，非常方便。可随车携带一些锌电极，为使用带来了极大方便。如此种电池得到发展，省去了充电站等社会保障设施的兴建。锌电极可在超市、电池经营点、汽配商店等购买，对普及此电池电动汽车十分有利。
除了中航长力外，国内另一家较早开展锌空气电池生产的博信电池（上海）有限公司已经落户上海浦东新区，博信将和数家国内外的产业链关联公司一起，在浦东新区建立一个战略合作项目公司，即锌燃料空气电池驱动城市电动巴士运行、锌燃料生产和物流体系的示范和试运营的项目公司。浦东新区科协副主席丁海涛博士表示，这是符合环保能源政策及资源节约和循环经济理论的项目。在2010年上海世博会上，博信公司研制的锌空气燃料动力锂电池电动巴士作为清洁能源汽车穿梭于各个场馆之间。助力新能源发电
在多种有望替代锂离子电池的技术当中，锌空气电池尽管具有一定的市场前景，但作为新能源汽车电池，尚难以撼动锂离子电池。
车用锂离子电池技术已经相对成熟，随着充电站的陆续建立以及与电网接入技术的解决，锂离子电池仍是新能源汽车最佳的电源，我国电子商会电源专业委员会副秘书长、高级工程师钱良国并不看好锌空气电池作为车用电源的市场前景。
一方面，锌空气电池的重要原料锌在还原时过程复杂，繁琐，氧电极所需的催化剂常常是铂及铂合金、金属螯合物等高成本材料，因此，氧电极成本较高。另一方面，体积大、不便更换电池也是阻碍锌空气电池在新能源汽车上应用的问题之一，一般来说，锌空气电池一片一伏，一辆车384伏，那就要300多片，假如安装两套，要700多片，周利民对此直言不讳。
对此，中航长力并不担心。一方面，他们已经探索出了一条用于锌空气电池发展车用电源的途径，正在规模发展上爬坡；另一方面，除了车用电池外，为新能源发电平衡电能是中航长力为锌空气电池开辟的又一大应用领域，特别是应用于风力和太阳能发电中。受自然条件影响，风力和太阳能发电量常常存在高峰和低谷，并网发电时，常常会由于电量不稳定，对既有电网造成较大冲击。而锌空气电池具有放电平稳的特性，假如在上网发电前，通过锌空气电池，将电能先储备起来，然后再释放电能，则可以起到稳定发电的目的。
锌空气电池不仅作为清洁交通动力源，也作为新能源发电储能的最优方法，具有广阔的发展前景和强大的竞争优势，季贵荣说。中航长力的锌空气电池项目之所以入驻八达岭开发区，其目的也是为了服务于八达岭新能源产业基地的新能源发电公司，同时在锌还原时因为可以使用新能源发的电，因而电价也更加低廉，从而降低锌空气电池的成本。
周利民透露，锌空气电池中心成立后，将着重攻克上述两大难题，促进锌空气电池在更广范围内的应用。一是采用盐类金属氧化物做为催化剂，替代传统的银催化等高成本材料。目前中航长力采用的新型碱介质电沉积工艺，大大降低了锌及锌电极还原成本。同时，设计制造新型的插块式电池则将大大提高更换速度，对缩小产业链也能起到促进用途。我们还在研制注入式锌空气电池，将插块式片状锌变成富氧锌液态形式，实现‘加油’式更新，周利民表示，如此一来，将大大提高使用效率，缩短更换时间，减少使用不便。目前，这一项目已被列为国家863计划。
针对业内对锌空气电池用汞来提高电池的储存性能，不是绿色能源的诟病，周利民表示，目前所有的小型锌电池均已实现了无汞化，摸索出一条促进锌空气电池绿色发展的途径。正如一位权威人士说，办法总比问题多，事实上，在催化使用、降低电池性价比、制作成本、回收再利用以及相应的配套设施上，业内都在对其科研攻关。
然而，和发达国家相比，国内锌空气电池无论是技术还是价格方面仍有不小差距。如从电池能力看，美国研发的锌空气电池单位放电密度已经达到280毫安，而国内最高是260毫安。
目前，由美国能源部和我国科技部授权成立的美中能源环境技术交流中心已经把锌空气动力燃料动力锂电池作为向我国推荐的重点合作项目，不仅将着力提升国内锌空气电池研发水平，试图解决其应用中体积大、还原成本高等技术和产业化瓶颈，还将共同推进锌空气电池在新能源汽车及更广范围内的应用。
