[发明专利]一种高能蓄电池材料、发动机组及电池电动汽车及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及新型绿色环保能源领域，具体涉及一种绿色环保电池电动汽车及其使用方法。

背景技术

现代社会的发展，一刻也离不开“能源”，即电力能源和运输用燃料（汽油、柴油）。按中央关于实践科学发展观的要求，则更必须尽早实现清洁的，可持续的，充足的能源供应的目标，做到“手中有能，心中不慌”。但目前，到2011年底为止，我国的电力供应总量中，黑色煤电电能仍高达70%以上，石油进口在2010年已达2.76亿吨，而2011年石油进口的依存度则达到55.2%。这种危险的严峻局面，必须尽快加以改变，以确保能源安全。

首先考查清洁，可持续电能。由于储量巨大的绿色电能，如太阳光能发电，风能发电，海洋能发电等，都存在时间上分布呈间歇，不连续状态，在空间地域分布上又不均匀，不平衡，加上并入电网困难，电能储存也困难，以致造成其大规模的采取，应用，都正面临着巨大的障碍，难以普及推广应用。目前，对电能储存的方法，主要有以下几种：

（1）抽水储能：即在电力负荷低谷时抽水至上水库，用电高峰时，放水至下水库来发电。储能大小=40～2000万度电，成本≤0.25 元/度电，此方法因受当地水文，地理，地质等条件所约束，不能全面推广应用。

（2）压缩空气储能：即先将空气压缩储存，而后在需要时再利用该压缩空气来驱动发电机。其储能大小=60-600万度电，成本=0.35-0.7元/度电。此方法目前仅在国外有少数几家示范电站。因其储电容量不大，且不便移动，更难以在各种用电场合普遍推广应用。

（3）飞轮储能：利用质量较大的飞轮，用其转速的大幅升降来储存和释放电能。其储能大小<500度电，成本=0.4-4元/度电。此方法因其储能量太小，普遍推广的意义也不大。

（4）超导储能：即将超导体放在磁场中，利用电磁感应激发感生电流。其单元储能大小<200度电，现尚处于研发阶段，近期内应用前景不大。

（5）超级电容储能：即利用双电层理论，电荷层间距更近，以储存更多电能。其储能大小<10度电，成本=0.35-4元/度电。其储电容量甚小，应用前量也不明朗（其成组集束应用技术，尚待研发）。

（6）制氢储能：即用电解水制氢，储存所获氢气来储能，需用时通过燃料电池将氢转变成电能。储能大小<80万度电。因其规模化储氢技术等尚未成熟，以及其系统的高价格，故亦尚难大规模应用。

（7）铅酸电池储能：即利用铅电极和硫酸电解液间的化学反应来充电或放电。其储能能量密度=130W/Kg，成本>3.5元/度电。此种储电方式，已发展多年，小型的已技术成熟，应用甚多。但其储能密度低，使用寿命短（仅300～500次）而改进空间有限。同时此种储电方法的铅，电解液对环境均有相当大的污染和危害。

（8）镍系电池储能：即镍镉电池和镍氢电池，其储能功率密度镍—镉电池为500W/Kg，镍—氢电池为550 W/Kg以上。循环使用寿命均为500次，成本>2.5元/度电。此类电池中，镉系强致癌性物质，不宜普及应用。而镍氢电池则受制于氢的来源和贮运，也难以普及推广。

（9）锂电池储能：即正、负极为锂离子，嵌入化合物的二次电池，属于离子浓差电池。在充、放电过程中，锂离子在两个电极之间往返嵌入和拖嵌。其储能功率密度=1300 W/Kg以上。成本=3-3.5元/度电，循环使用寿命1000次。体积能量密度=0.246-0.5KWh/L。此种储电方式，由于其体积储能密度低，对一般小轿车来说，若行驶100Km，即需能量25-30KWh，已为锂电池应用的极限，欲扩大用途，颇为困难。况且锂资源有限，全球储量已知仅2600万吨，难可持续。

（10）液流电池：即利用正负极电解分开，各自循环的高性能蓄电池。其储能大小=100-10万度电，成本=0.6-8元/度电，其技术尚待研发突破。

（11）钠硫电池：即由熔融态电极和固态电解质组成的新型二次电池，其储能大小=1万-70万度电，成本=0.8-4.5元/度电，此方法在相关领域应用的系统配套技术，尚待研发，而且其成本较高，也需降低，方可望规模化推广应用。

综上所述，目前的蓄电技术方法，除个别地区能够使用抽水蓄能方法以外，尚无可以普遍推广，又成本较为低廉的大规模蓄电的技术方法，有待突破。

其次考察电动汽车：

（1）充电电动汽车：即用蓄电池充电，在使用时由蓄电池放电，驱动车用电动机而行驶。此种电动车的发展受限于以下几个条件：