为什么“Na/NiCl2电池”缩写是“ZEBRA电池”?

为什么“Na/NiCl2电池”缩写是“ZEBRA电池”?
为什么“Na/NiCl2电池”缩写是“ZEBRA电池”?

为什么“Na/NiCl2电池”缩写是“ZEBRA电池”?
1　ZEBRA电池的简要介绍
ZEBRA（Na/NiCl2）电池是从八十年代中期以来研究开发的一种新型高能蓄电池,其名称ZEBRA即
为Zero Emission Battery Research Activity的缩写.表示其为一种零排放无污染的绿色电
源.近年来,ZEBRA电池研究进展相当快,国外多家有实力的公司和一些大学、实验室都程度不同
地参与了这一电池的研制开发工作.
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ZEBRA电池的表达式和反应式分别为：
(-)Na(1)/β"-Al2O3(s)/NaAlCl4(1)/Ni(s),NiCl2(S) (+) (1)
2Na+NiCl2 2NaCl+Ni (2)
从式（1）可以看出,ZEBRA电池的正负极活性物质分别是Ni,NiCl2和Na,一种称为β”－Al2O3
的固体陶瓷电解质取代了通常用于铅酸和镉镍电池中的硫酸和氢氧化钾液体电解质,用于隔离正负
电极.此外,由于正极材料在工作温度下仍为固态物质,所以还需要一种称为NaAlCl4的熔盐电解
质存在于β”－Al2O3固体电解质和正极活性物质之间,在电池反应中起一个传输钠离子的作用.
现电池一般装配在放电状态,如式（2）所示,即电池制备的初始原材料为Ni和NaCl（普通食
盐）,通过首次充电,Ni和NaCl反应在负极产生金属Na, 在正极形成Ni和NiCl2混合物,当电池
进行放电时,Na和NiCl2又重新反应生成Ni和NaCl.
2 ZEBRA电池的性能特点
2.1　ZEBRA电池持有高能电池的普遍特征
l 高开路电压（300℃时为2.58V）
l 高比能量（理论上为790Wh/kg,实际达100Wh/kg）
l 高比功率（在80％DOD,2/30CV,30S达150W/Kg）
l 高能量转换效率（无自放电,100％库仑效率）
l 可快速充电（充电30分钟可达50％的放电容量）
l 长的使用寿命（储存＞5年,充放电循环＞1000周次）
l 免维护（全密封结构）
2.2 ZEBRA电池显示新型电池的自己特色
l 电池制备在放电状态,无液态钠操作麻烦
l 电池损坏时呈低电阻导通状态,在电池组内无需设立旁路系统,无需更换少量（电池总
数的5％）损坏的电池.
l 电池能承受反复多次的冷热循环考验,无容量和寿命衰退的迹象发生.
l 电池可在－40到70℃的外部条件下工作,其性能与环境温度状况无关.
l 电池可在任何放电状态下随时进行充电,无一些电池讨厌的“记忆效应”.
l 电池在寿命终止后能全部被回收利用,无环境污染现象.
l 电池在270－350℃较宽的温度范围内工作,可提供一定量的热能利用.
2.3 ZEBRA电池具备十分重要的安全特性
l 电池组成材料无低沸点、高蒸汽压物质.
l 电池具有过充过放电保护机制.
l 电池采用高标准安全设计.
l 电池已通过了USABC制定的极为严格的安全考核,共分4大类（机械、热、电和振动滥
用试验）、16个试验项目（分别为冲击、摔落、滚动、贯穿、浸泡、辐射热、热稳定性、隔热损
坏、过加热、热循环、短路、过充电、过放电、交流电、极端低温和滥用振动等.）
3　ZEBRA电池的应用展望
3.1 ZEBRA电池是一种理想的电动汽车用电池
l 已满足了USABC的中期目标,包括循环寿命、储存寿命、行驶里程、功率密度、能量密
度、比能量、比功率等具体性能指标及其他一些工作参数.
l 已开发了多种车型用20KWh到120KWh 大小不等的ZEBRA电池装备的电动车,如德国
MercedesBenz公司的A－Class的电动轿车,BMW公司的E1电动轿车,Adam Opel公司的Astra
Impuls电动轿车；法国Renault公司的Clio电动轿车；以及LARAG,　Autodromo,　MAN, Cito等
大中型电动客车和EVO混合动力大客车.
l 已累积了超过2,000,000Km的实际路试里程,其中部分车试车已超过5年时间、并创造
了个别车辆实际试车大于100,000Km而电池组免维护的新记录.
l 正开始进入商品化阶段.据最新报导,瑞士MES－DEA－SA公司于2000年底生产能力达
到5,000个电池组,并计划在以后的10年中达到年产量100,000个电池组,总投资将大于
CHF200,000,000.