14.8.22--鋁空氣電池

1、(一)鋁空氣電池鋁空氣電池鋁空氣電池的化學(xué)反應(yīng)與鋅空氣電池類似，鋁空氣電池以高純度鋁Al（含鋁99.99%）為負(fù)極、氧為正極，以氫氧化鉀（KOH）或氫氧化鈉（NaOH）水溶液為電解質(zhì)。鋁攝取空氣中的氧，在電池放電時(shí)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，鋁和氧作用轉(zhuǎn)化為氧化鋁。目錄目錄1工作原理2構(gòu)造特點(diǎn)3主要特點(diǎn)?比能量大?質(zhì)量輕?無毒危險(xiǎn)4海洋電池5研發(fā)進(jìn)展1工作原理鋁空氣電池的化學(xué)反應(yīng)與鋅空氣電池類似，鋁空氣電池以高純度鋁Al（含鋁99.99%）為負(fù)極、氧

2、為正極，以氫氧化鉀（KOH）或氫氧化鈉（NaOH）水溶液為電解質(zhì)。鋁攝取空氣中的氧，在電池放電時(shí)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，鋁和氧作用轉(zhuǎn)化為氧化鋁。鋁空氣電池的進(jìn)展十分迅速，它在EV上的應(yīng)用已取得良好效果，是一種很有發(fā)展前途的空氣電池。2構(gòu)造特點(diǎn)在單體電池中以鋁（Al）為負(fù)極、氧為正極，在鋁空氣電池兩側(cè)有一對(duì)輔助空氣電極，作為鋁空氣電池正極，在工作時(shí)只消耗鋁和少量的水。3主要特點(diǎn)比能量大比能量大鋁空氣電池的理論比能量可達(dá)8100Whkg，2014年的

3、鋁空氣電池的實(shí)際比能量只達(dá)到350Whkg，但也是鉛酸電池的7～8倍、鎳氫電池的5.8倍、鋰電池的2.3倍。采用鋁空氣電池后，車輛能夠明顯地提高續(xù)駛里程，國外有關(guān)資料介紹，美國加利福尼亞州在使用鋁空氣電池的電動(dòng)汽車上，有過只更換一次鋁電極續(xù)駛里程達(dá)1600km的記錄。質(zhì)量輕質(zhì)量輕我國開發(fā)和研制的牽引用動(dòng)力型鉛酸蓄電池的總能量為13.5kWh，總質(zhì)量為375kg。而同樣能量的鋁空氣電池總質(zhì)量?jī)H45kg，為鉛酸蓄電池質(zhì)量的12%。由于電池質(zhì)

4、量大大減輕，車輛的整備質(zhì)量也降低，可以提高車輛的裝載能量或延長續(xù)駛里程。無毒危險(xiǎn)無毒危險(xiǎn)鋁對(duì)人體不會(huì)造成傷害，可以回收循環(huán)使用，不污染環(huán)境。鋁的原材料豐富，已具有大規(guī)模的鋁冶煉廠，生產(chǎn)成本較低。鋁回收再生方便，回收再生成本也較低。而且可以采用更換鋁電極的方法，來解決鋁空氣電池充電較慢的問題。雖然鋁空氣電池含有高的比能量，但比功率較低(超級(jí)電容與此正相反可互補(bǔ))，充電和放電速度比較緩慢，電壓滯后，自放電率較大，需要采用熱管理系統(tǒng)來防止鋁空

5、氣電池工作時(shí)的過熱。[1]4海洋電池1991年，我國首創(chuàng)以鋁－空氣－海水為能源的新型電池，稱之為海洋電池。它是一種無污染、長效、穩(wěn)定可靠的電源。海洋電池徹底改變了以往海上航標(biāo)燈兩種供電方式：一是一次性電池，如鋅錳電池、鋅銀電池、鋅空（氣）電池等。這些電池體積大，電能低，價(jià)格高。二是先充電后給電的二次性電源，如鉛蓄電池，鎳鎘電池等。這種電池要定期充電，工作量大，費(fèi)用高。海洋電池，是以鋁合金為電池負(fù)極，金屬（Pt、Fe）網(wǎng)為正極，用取之不盡

6、的海水為電解質(zhì)溶液，它靠海水中的溶解氧與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電能的。我們知道，海水中只含有0.5%的溶解氧，為獲得這部分氧，科學(xué)家把正極制成仿魚鰓的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以增大表面積，吸收海水中的微量溶解氧。這些氧在海水電解液作用下與鋁反應(yīng)，源源不斷地產(chǎn)生電能。兩極反應(yīng)為：負(fù)極：（Al）：4Al－12e=4Al3350Whkg，但也是鉛酸電池的但也是鉛酸電池的7～8倍、鎳氫電池的倍、鎳氫電池的5.8倍、鋰電池的倍、鋰電池的2.3倍。采用鋁空氣電池后，。采用鋁

7、空氣電池后，車輛車輛能夠明顯地提高續(xù)駛里程，國外有關(guān)資料介紹，美國加利福尼亞州在使用鋁空氣電池的電動(dòng)能夠明顯地提高續(xù)駛里程，國外有關(guān)資料介紹，美國加利福尼亞州在使用鋁空氣電池的電動(dòng)汽車汽車上，有上，有過只更換一次鋁電極續(xù)駛里程達(dá)過只更換一次鋁電極續(xù)駛里程達(dá)1600km的記錄。的記錄。（2）質(zhì)量輕質(zhì)量輕我國開發(fā)和研制的牽引用動(dòng)力型鉛酸蓄電池的總能量為我國開發(fā)和研制的牽引用動(dòng)力型鉛酸蓄電池的總能量為13.5kWh，總質(zhì)量為總質(zhì)量為375kg

8、。而同。而同樣能量的鋁空氣電池總質(zhì)量?jī)H樣能量的鋁空氣電池總質(zhì)量?jī)H45kg，為鉛酸蓄電池質(zhì)量的，為鉛酸蓄電池質(zhì)量的12％。由于電池質(zhì)量大大減輕，車輛的整備質(zhì)％。由于電池質(zhì)量大大減輕，車輛的整備質(zhì)量也降低，可以提高車輛的裝載能量或延長續(xù)駛里程。量也降低，可以提高車輛的裝載能量或延長續(xù)駛里程。（3）鋁沒有毒性和危險(xiǎn)性鋁沒有毒性和危險(xiǎn)性鋁對(duì)人體不會(huì)造成傷害，可以回收循環(huán)使用，不污染環(huán)境。鋁的原材料豐富，鋁對(duì)人體不會(huì)造成傷害，可以回收循環(huán)使用，不

9、污染環(huán)境。鋁的原材料豐富，已具有大規(guī)模的鋁冶煉廠，生產(chǎn)成本較低。鋁回收再生方便，回收再生成本也較低。而且可以采用更換已具有大規(guī)模的鋁冶煉廠，生產(chǎn)成本較低。鋁回收再生方便，回收再生成本也較低。而且可以采用更換鋁電極的方法，來解決鋁空氣電池充電較慢的問題。鋁電極的方法，來解決鋁空氣電池充電較慢的問題。雖然鋁空氣電池含有高的比能量，但比功率較低，雖然鋁空氣電池含有高的比能量，但比功率較低，充電和放電速度比較緩慢，電壓滯后，自放電率較大，需要采