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金属空气电池是以金属为燃料,与空气中的氧气发生氧化还原反应产生电能的一种特殊燃料电池。
金属空气电池以活泼的金属作为阳极,具有安全、环保、能量密度高等诸多优点。具有良好的发展和应用前景,甚至被寄予厚望替代当前新能源汽车主要的动力电池类型—锂离子动力电池。
制作金属空气电池,可选用的原材料比较丰富。目前已经取得研究进展的金属空气电池主要有铝空气电池、镁空气电池、锌空气电池、锂空气电池等。这几种类型的金属空气电池有的已经具备大规模量产的条件,有的还停留在实验室阶段,有的已经在电动汽车方面取得良好的应用成果,并即将大规模装载新能源车辆。
本文将分别介绍上述几种金属空气电池的研发及应用进展。
一、铝空气电池
1、工作原理
铝空气电池以高纯度铝Al(含铝99.99%)为负极、氧为正极,以氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)水溶液为电解质。铝摄取空气中的氧,在电池放电时产生化学反应,铝和氧作用转化为氧化铝。
2、特点
铝空气电池具有无毒、无害、无污染,可回收循环使用等特点。
对于电动汽车来说,铝空气电池具有质量轻、比能量大的显著特点。资料显示,铝空气电池的理论比能量可达8100Wh/kg,目前的实际比能量约实现了350Wh/kg,是锂电池的2.3倍,镍氢电池的6倍,铅酸电池的7倍多。
这种电池对于减轻汽车重量,增加续航里程具有明显的帮助。
3、研发及应用进展
国外:
据相关资料,美国加利福尼亚州在使用铝空气电池的电动汽车上,有过只更换一次铝电极续驶里程达1600km的记录。
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。
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