鋁空氣電池:解析“怪物電池”的“演化”
發布時間:2017-01-17 來源:新材料在線 責任編輯:susan
【導讀】鋁空氣電池是金屬空氣電池的一種,這種電池號稱是一種“僅加加水,就能續航3000Km”的怪物電池,能夠把市麵上現存的電池都虐成渣!事實真的如此嗎?接下來,我們就對鋁空氣電池技術進行解析。

1、鋁空氣電池原理
鋁空氣電池的化學反應與鋅空氣電池類似,鋁空氣電池以高純度鋁Al(含鋁99.99%)為負極、氧為正極,以氫氧化鉀(KOH)或氫氧化鈉(NaOH)水溶液為電解質。鋁攝取空氣中的氧,在電池放電時產生化學反應,鋁和氧作用轉化為氧化鋁。
2、鋁空氣電池的優勢和劣勢
鋁空氣電池的優勢主要體現在如下幾個方麵:
①比能量大,鋁空氣電池的理論比能量可達8100Wh/kg;
②質量輕,同樣能量的鋁空氣電池總質量僅為鉛酸蓄電池質量的12%;
③無毒危險,可以回收循環使用;
④鋁原材料豐富。
鋁空氣電池的劣勢也很明顯:
①是一種釋放電能的化學反應裝置,不能反複充電,需要更換鋁電極才能繼續工作;
②雖然鋁空氣電池含有高的比能量,但比功率較低;
③充電和放電速度比較緩慢,電壓滯後,自放電率較大;
④需要采用熱管理係統來防止鋁空氣電池工作時的過熱。
鋁空氣電池與現今的鋰離子電池相比的優劣如下表所示。

3、鋁空氣電池發展簡史
鋁空氣電池的問世到現在也有70多年了,現在就簡單總結一下國內外這種電池的“演化”。

4、國內外鋁空氣電池產業化現狀
2015年,美國鋁業公司與以色列Phinergy公司在位於蒙特利爾的維倫紐夫賽車場展示了裝配有100公斤重鋁空氣電池的賽車可行駛1600公裏的世界紀錄,許多媒體都做出“鋁空氣電池是傳統電池秒殺者”的報道。
目前國內涉及到鋁空氣電池的企業主要有三家,分別是空天科技、雲鋁股份和中國動力。
空kong天tian科ke技ji有you限xian公gong司si是shi一yi家jia專zhuan業ye從cong事shi鋁lv空kong氣qi電dian池chi的de研yan發fa高gao科ke技ji企qi業ye。據ju悉xi,空kong天tian科ke技ji聯lian合he天tian津jin大da學xue,研yan究jiu攻gong克ke了le鋁lv陽yang極ji放fang電dian中zhong途tu鈍dun化hua與yu自zi放fang電dian大da、空氣電極催化劑催化效率低與價格高三大核心技術難題,以及空氣電極防水膜“冒汗”漏液等技術難題,掌握了具有自主知識產權的電池製造核心技術。其開發的鋁空氣電池具有功率密度高、比能量高、壽命長、對環境無汙染、安全、成本低等特點,研製出了100W、200W、500W、1kW、3kW、5kW等不同功率等級的鋁空氣電池模塊,並初步形成了產業化格局。
2016年10月22日,雲鋁股份與創能公司合資成立雲南雲鋁慧創綠能電池有限公司,新公司將投資建設20MW(兆瓦)鋁空氣電池生產線,具備20萬台/年電源產品的生產能力。
中國動力與PHINERGY成立合資公司,計劃在大巴、旅遊車、物流汽車及運動型多用途汽車等電動車型推廣鋁空氣電池。
另外,北京大學-台tai州zhou金jin屬shu燃ran料liao電dian池chi研yan究jiu中zhong心xin在zai鋁lv空kong氣qi電dian池chi研yan發fa方fang麵mian已yi走zou在zai全quan國guo前qian列lie,並bing開kai始shi實shi現xian產chan業ye化hua生sheng產chan。該gai公gong司si已yi與yu吉ji利li汽qi車che研yan究jiu院yuan合he作zuo,並bing在zai吉ji利li熊xiong貓mao車che上shang進jin行xing了le路lu試shi,目mu前qian為wei止zhi,該gai公gong司si是shi國guo內nei唯wei一yi一yi家jia可ke以yi使shi用yong鋁lv空kong氣qi電dian池chi驅qu動dong電dian動dong車che而er續xu航hang裏li程cheng遠yuan大da於yu采cai用yong鋰li電dian池chi的de公gong司si。
2016年11月8日,德陽東深新能源科技有限公司1000台鋁空氣金屬燃料UPS(不間斷電源)zhengshixiaxian,zhexielvkongqidianchijiangbeiyongyudeyangtietajizhanbeiyongdianyuan,daitiyuanlaidechaiyoufadianjiheqiansuandianchi。juxi,zheshiquanguoshoucilvkongqidianchideshangyehuatuiguang。
5、鋁空氣電池前景
國內鋁空氣電池研發如火如荼,是否意味著鋁空氣電池馬上就可以商業化了呢?筆者認為鋁空電池目前要實現商業化,難度非常的大。
第di一yi,關guan鍵jian技ji術shu未wei取qu得de突tu破po,空kong氣qi電dian極ji極ji化hua和he氫qing氧yang化hua鋁lv沉chen降jiang等deng問wen題ti是shi影ying響xiang金jin屬shu空kong氣qi電dian池chi走zou向xiang市shi場chang化hua的de重zhong要yao障zhang礙ai,鋁lv空kong氣qi電dian池chi性xing能neng的de提ti高gao遇yu到dao很hen大da的de瓶ping頸jing,目mu前qian尚shang處chu於yu實shi驗yan室shi階jie段duan。
第二,國內現在還不具備鋁空氣電池商業化的條件。現在國內做鋁空氣電池的企業比較少,這些企業根本支撐不起整個產業鏈。
當然鋁空氣電池的優勢擺在那裏,無論是那嚇人的能量密度,還是安全性,環保性都具有無可比擬的優勢,所以用一句話概括就是“前景是光明的,道路是曲折的”。
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