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围观!铝空气电池有可能超越锂电池!
作者圈秋狈:qywhb  时间:2017年 11月10日     点击霞配酗:7708 [ ]

当今社会宋恐,技术高速发展苟拾,新品不断出现……

新能源新材料的开发应用仿,始终推进了科技的发展荡,从而促进了人类社会的进步挤。电子产品警穗、电动汽车的普及燃性第,使各种类型的电池应运而生轰耽。近来腹啥,一则铝空气电池的新闻吸引了眼球受叹室。

从中科院宁波材料所获得最新消息戮叮胖,该所研究团队已研制出基于石墨烯空气阴极的千瓦级铝空气电池发电系统惭倒息。他们采用石墨烯复合锰基氧化物催化剂以及新型石墨烯基高效空气阴极将单体电池功率密度了提高25%忱勺纺,大幅度提升了金属空气电池综合性能卢绣按。该电池系统能量密度高达510 Wh/kg镀抄独、容量20 kWh挛驴闪、输出功率1000 W晒别。

通过实际演示显示瓢丰糯,该电池系统可同时为一台电视机杭、一台电脑麻磋、一台电风扇以及10个60瓦照明灯泡同时供电熄说,初步验证了铝空气电池系统的发电供电能力翻冗饺,是新能源和新材料领域的一项重大突破灭邦。

铝空气电池本质上属于燃料电池纲搞丸,是一种将金属材料的化学能直接转化为电能的化学电源巴饰赐。

铝空气电池在单体电池中以铝为负极懈炕膊、氧为正极春别辖,在工作时只消耗铝和少量的水波椒,当铝和水消耗完了就没法工作了幸。它是一次电池嚏腊梧,不能充电苯蹈喘,需要更换铝电极才能继续工作次。这类电池理论上的正极活性物质的量是无限的邵,所以电池理论容量主要取决于负极金属的量惕,这类电池拥有更大的比容量擞奢。作为一种特殊的燃料电池挡,铝空气电池在军事递、民用告似、以及水底动力系统靶、电信系统后备动力源和便携式电源等应用方面具有巨大的商业潜力芯随。

铝空气电池的优势和劣势

比能量大冻歌,铝空气电池的理论比能量可达8100Wh/kg;

质量轻惩峭,同样能量的铝空气电池总质量仅为铅酸蓄电池质量的12%;

无毒危险燎壕录,可以回收循环使用;

铝原材料丰富势兄。

铝空气电池的劣势也很明显膝霸焙:

是一种释放电能的化学反应装置猾,不能反复充电模我汞,需要更换铝电极才能继续工作;

虽然铝空气电池含有高的比能量凄晴掀,但比功率较低;

充电和放电速度比较缓慢吾五惰,电压滞后寝,自放电率较大;

需要采用热管理系统来防止铝空气电池工作时的过热府蓝。

铝空气电池的理论比能量可达8100Wh/kg杉,2014年的铝空气电池的实际比能量只达到350Wh/kg棱篙富,但也是铅酸电池的7~8倍畦芹、镍氢电池的5.8倍目黑、锂电池的2.3倍踩籍钦。采用铝空气电池后窃郊超,车辆能够明显地提高续驶里程透烧,国外有关资料介绍亩鞍,美国加利福尼亚州在使用铝空气电池的电动汽车上社其夕,有过只更换一次铝电极续驶里程达1600km的记录臂。

我国开发和研制的牵引用动力型铅酸蓄电池的总能量为13.5kWh凉街巩,总质量为375kg涪卞辱。而同样能量的铝空气电池总质量仅45kg幢拿街,为铅酸蓄电池质量的12%粉仇。由于电池质量大大减轻雇赎楷,车辆的整备质量也降低哨拍,可以提高车辆的装载能量或延长续驶里程啡烤。

铝对人体不会造成伤害据,可以回收循环使用替合童,不污染环境淮剔。铝的原材料丰富贾绥弗,已具有大规模的铝冶炼厂涟纲,生产成本较低拧袭。铝回收再生方便抛郴蜗,回收再生成本也较低锣青。而且可以采用更换铝电极的方法父骸,来解决铝空气电池充电较慢的问题瞪垂。

虽然铝空气电池含有高的比能量反骸,但比功率较低掸盘,充电和放电速度比较缓慢汤彩琴,电压滞后挛枷湃,自放电率较大射厂形,需要采用热管理系统来防止铝空气电池工作时的过热湍脯凹。

美铝加拿大公司和以色列公司Phinergy新展示的100公斤重的铝空气电池储存了可行驶3000公里的足够电量浇。使用这种电池的汽车仍需保留锂电子电池惧丰谓,铝电池只在锂电池电量耗尽后才启动囱,因此可以用很长时间雇稍,期间只需每月加注清水梳氢。通常在一年左右达到使用极限后判,到服务站更换新的铝板即可瑰苗绩。

   铝空气电池的研发已经有70多年的历史笆嗜较,在美国主要用于美国军方和航空航天总署奸毖,铝空气电池在火星上运行已达13年铝屁拦,而且仍在正常运行旱。