晕倒 发帖错误 不是第一次了 以前也有过 好不容易写的全没了 5555 再写

进行一下可行性分析吧
我比较熟悉电池,就先说电池,既然是充电的,就说充电电池吧.我这里很多地方没有列出具体数据,如果谁有心可以提供具体的数据.下面提供的数据很多是回忆的,可能有误.
电池的能量密度不超过1kw*h/kg,这只是表象.现在分析一下原因.充电电池的主要质量组成(不包括):正负极活性物质,电极,连接导体,隔膜包裹材料(铅酸电池中的电极间填充物质和管式电极包裹电极的玻璃丝,某些电池中的防枝晶高分子薄膜),电解质,外壳.为了得到合适的电压,电极多用Li,Zn等金属材料.而我在固体火箭板块发表的一个表格已指出,金属的摩尔燃烧热很高,但是由于原子量的原因,大部分金属的质量燃烧热是比较低的,只有Li,Be,Al,B等由于本身低的原子量依然有较高的能量密度.氢气高的质量能量密度纯粹是极低的原子量的贡献,而即使是液氢的密度也只有0.07g/cm3,目前储氢系统的质量体积储氢密度都是很低的.同样的原因,金属负极的质量能量密度是比较低的(除Li,Na,Al,Mg电池等).现在有高分子电池不知道怎么样.正极的活性物质除了有效氧外是Mn,Ni等金属(Na-S,Zn-Br2电池等除外),它们占了更多的质量.还有很重要的一点,电极活性物质的利用率是比较低的(Li电池,Na电池,液体电池等除外),铅酸的电极利用率只有30%多一点.再加上电解液的质量.电池的能量密度只能有这个水平.如果要突破该限制.那只有使用燃料电池,或者使用空气正极.Zn-空气,Al-空气,Mg-空气电池都有比较高的能量密度,但是后两者从整体效率(Al,Mg的生产需要远高于他们的电池所能提供的能量,而且需要一些贵重金属添加剂加快阳极腐蚀)来看并不适合常规使用.碱性锌空气电池存在电压受空气湿度影响和酸性气体的问题.固体电解质电池很有前途,但是Na-S电池貌似命不长,Na-NiCl2的不知道如何,它们的工作温度比较高,室温工作的固体电解质电池的工作电流是相当小的(uA级),这是目前室温快离子导体的低电导率导致的,不适合作为动力能量来源.液体电极活性物质或许是不错的选择,比如钒液体电池,实际上我还曾看到Fe-Cr离子电池,当中要使用离子隔膜.锌-氯电池有较高的能量,但比较麻烦.

在充放电过程中,电极的极化一方面降低了输出电压,另一方面升高了充电电压.在小功率场合可以忽略,比如600mA*h的小充电电池,但是作为汽车动力就不能忽视了.同样的原因,低氢超电势的电极也被重视.在物化上面写的很清楚,常压下氢气-氧气电对电势差为1.23v(实际上氢气-氧气燃料电池的输出电压只有1V),但电解时要1.7v的电压才能分解水,所以低氢超的电极很重要.幸运的是金属电极的超电势一般比较小.
可以看出电池的充放电效率实际上还是比较低的,能量密度要超过燃料还是很困难的.