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、環保無污染的鋅碳電池和由國家電力企業經營的公用充電站，兩者共同為電動車提供新的動力，推動電動車產業可持續發展。電動車的可持續發展建立在充、放電性能優異、環保的電池和公用充電站設施這兩個基礎上。
關鍵詞：環保型動力電池、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材料組成，其來源廣泛且豐富，電池無毒性物質，在生產、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和電池管理系統，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，這也是電池循環壽命長的優點。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放置。

　　對電動自行車、電動摩托車而言，電池箱應滿足水平放置要求，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，經科技部鑒定驗收。當時成本稍高，電池結構尚有待完善之處。經近幾年攻關，原有的不足均已突破，經實際使用驗證較原有水平有了質的飛躍，現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，在十分鐘內充電70%-80%容量，使充電像加油一樣快可以實現了。

[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，呈現生產銷售、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了對電動自行車和其他電動車輛行業的非議，以致有的地方已禁止它們上路，這種境遇恐日后還會加劇。令電動車行業不解的是：所有車輛之啟動電源、車載電子設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，在短時間內造成了巨大數量，加劇了生態環境的負擔，這與已被禁用的農藥“DDT”、制冷劑“氟利昂”、一次性發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、報廢后回收過程中存在污染現象，對環境產生影響。因此電動車行業要可持續發展并且長盛不衰，必須找到一種環保的動力電池，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，為整個行業發展打下堅實的基礎。

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

　　鋰電池重量輕，體積小，環保性能優，目前作為高端產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備要求高，放電由電池管理系統控制，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，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改質器分離出純氫供發電，改質器實際上是一套化工反應裝置。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，二是技術的改進和突破，三是材料替代，四是氫氧供應系統常溫常壓下工作，這對氫氧供應就容易了。

鋅、鋁空氣電池應用于車輛尚不成熟，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，應用尚待時日。

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

　　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）這十多年的發展是時代進步之必然，因為一是人們經濟上買得起，二是人們有省力的愿望，三是技術積累的具備：免維護鉛酸電池、直流電機和電子控制技術、輪轂電機的實用等等，在此社會背景下其迅猛發展勢不可擋。它發展到今天基本上是由市場(Rialto)需求和企業牟利兩者的雙重作用發展起來的，中國已由自行車王國發展成電動車大國。電動車行業已經站穩腳跟，但如何使產品變成產業，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、續行里程短，循環壽命短等；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境污染，將直接影響到電動車產業的可持續發展。

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

　　電動車發展到今天這個規模，禁已經無濟于事了。現在只有建立完善齊全的國家標準系列，嚴格產品的質量指標，淘汰落后的工藝、電池，電機一定要達到效率指標，趁勢將電動車行業整體提升一個檔次，使之成為既有市場(Rialto)又符合環保的可持續發展的產業。

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

[電動車發展之希望]

　　電動車是由電動機驅動的，其電能是由車載儲能器（電池）所提供或有燃料電池（氫氧發電機）所發的電提供的。誰掌握了優質、環保的動力電池，誰就擁有了電動車產業發展的主動權，這個原則已成為大家的共識。

　　中國電動車市場(Rialto)潛力巨大，電動車行業已經形成，但這個行業并不強。雖其產業已具雛形，但基礎不穩固即產品眾多但尚未形成產業。企業需在兩個方面下功夫：一是按國標生產，二是做好電池的環保和電池的保養服務，建立完善的公用充電站系統。國家電力公司已組織相關省份之電力企業開始做前期調研工作。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在城市、鄉鎮，為電動車產業提供堅實的公用充電基礎設施。

　　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，有了由電力公司經營的公用超快充電站，電動車產業是可以持續發展成強大產業的。有了優質的產品，有了無盡的市場(Rialto)和眾多用戶，電動車必將以嶄新的產業形象得到國家相關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，今后需要做的是質的改變和飛躍。

　　電動車的研發制造和運營需遵守以下原則：準確的定位、恰當的用途、合適的車型、經濟的配置、環保的電池、耐久的壽命、夠用的電量、超快的充電、完善的網絡、到位的服務、可靠的性能和合理的價位。■江蘇省常熟市合眾環保能源技術研究所 沙永康