“石墨烯+”电池有望解决电动汽车的“里程焦虑”

当下电动汽车尚不如内燃机汽车技术完善，尤其是动力电源(电池)的寿命短，使用成本高。电池的储能量小，一次充电后行驶里程不理想，电动车的价格较贵。但从发展的角度看，随着科技的进步，投入相应的人力物力，电动汽车的问题会逐步得到解决。扬长避短，电动汽车会逐渐普及，其价格和使用成本必然会降低。

一直以来，电池续航是阻碍电动汽车发展的一大难关。而在浙江宁波，这一“续航魔咒”正被打破，新的研究技术有望解决电动汽车的“里程焦虑”。

记者从中科院宁波材料所获悉，近日该所研究团队利用石墨烯研制出千瓦级铝空气电池，其能量密度是当前商业化锂离子动力电池的4倍以上，1公斤铝就能让电动汽车跑60公里，让电动汽车续航翻两倍，在电动汽车增程器方面具有诱人的市场前景。

 

图为该项目团队进行研究实验

据悉，该电池系统能量密度高达510Wh/kg、容量20kWh、输出功率1000W。通过实际演示显示，而该系统可同时为一台电视机、一台电脑、一台电风扇以及10个60W照明灯泡供电，初步验证了该铝空气电池系统的发电供电能力。

浙江省石墨烯应用研究重点实验室主任刘兆平介绍，如果将该电池用于新能源汽车上，可使车身轻盈，大大提高续航里程;如果用于手机充电宝上，则可大大提高输出电量。此外，传统通讯基站酸铅蓄电池3—4年更换一次，而宁波材料所研发的铝空气电池储存时间约15年，电池寿命要长得多。

“正是拥有能量密度高、价格低廉、资源丰富、绿色无污染、放电寿命长等优势，铝空气电池在通讯基站备用电源与电动汽车增程器应用方面具有诱人的市场前景。”刘兆平说。

 

图为该项目团队进行研究实验

近年来，全球范围的金属空气电池研究一直没有停下脚步，但其产业发展仍面临诸多技术瓶颈，比如，电极功率密度有待提升、难以满足高功率输出与阳极利用率不高等。

而石墨烯这一“工业魔术”则让该项研究有了新的突破。中科院宁波材料所动力锂电池工程实验室高级工程师薛业建告诉记者，他们采用石墨烯复合锰基氧化物催化剂以及新型石墨烯基高效空气阴极将单体电池功率密度了提高25%，大幅度提升了金属空气电池综合性能。

据悉，研究团队正在积极设计开发用于通讯基站备用电源和电动汽车增程器的5kW级大功率铝空气电池系统。此外，宁波材料所已投入300万元购置的非标准生产线——中试实验线，预计8月底建成。这条生产线可年产金属空气电池阴极3.5万片，“超能电池”未来可批量生产上市。