2015-06-23 | 編輯:faye 9783 瀏覽人次

何為空氣電池?

化學電池的一種。構造原理與乾電池(一種以糊狀電解液來產生直流電的化學電池)相似,所不同的只是它的氧化劑取自空氣中的氧。例如有一種空氣電池,以鋅為陽極,以氫氧化鈉為電解液,而陰極是多孔的活性炭,因此能吸附空氣中的氧以代替一般乾電池中的氧化劑(二氧化錳)。

空氣電池的分類

鋅空氣電池

鋅空氣電池( zinc air battery),用活性炭吸附空氣中的氧或純氧作為正極活性物質,以鋅為負極,以氯化銨或苛性鹼溶液為電解質的一種原電池。又稱鋅氧電池。分為中性和鹼性兩個體系的鋅空氣電池,分別用字母A和P表示,其後再用數字表示電池的型號。

鋰空氣電池

在負極(金屬鋰)一側使用有機電解液,在正極(空氣)一側使用水性電解液。在兩種電解液之間設置只有鋰離子穿過的固體電解質膜,將兩者隔開。這樣便可防止電解液混合,並促進電池發生反應。

負極用電解液組合使用的是含有鋰鹽的有機電解液。雖然不能棄用有機溶媒,但卻限定了使用方法。正極用水性電解液使用鹼性水溶性凝膠,與微細化後的碳和低價氧化物催化劑形成的正極組合。

在鋰-空氣電池中,由於放電反應生成的並非是固體的Li2O,而是容易溶解在水性電解液中的LiOH(氫氧化鋰)。氧化鋰在空氣電極堆積後,不會導致工作停止。水及氮等也不會穿過固體電解質的隔壁,因此不存在與負極的鋰金屬發生反應的危險。而且,在充電時,如果配置充電專用的正極,還可防止充導電致空氣電極的腐蝕和老化。

鋁空氣電池

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%)為正極、氧為負極,以氫氧化鉀(KOH)和氫氧化鈉(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。鋁空氣電池的進展十分迅速,它在EV上的應用已取得良好效果,是一種很有發展前途的空氣電池。

鋁空氣電池的特點

1、比能量大

鋁空氣電池的實際比能量只達到350~400Wh/kg,這數值還不及它理論值的5%。但就是這5%不到的比能量也是鉛酸電池的7~8倍、鎳氫電池的5.8倍、鋰電池的2.3倍。

若採用鋁空氣電池的電動車,續駛里程明顯地提高。國外有關資料介紹,美國加利福尼亞州在使用鋁空氣電池的電動汽車上,有過只更換一次鋁電極續駛里程達1600km的記錄。

2、品質輕

我國開發和研製的牽引用動力型鉛酸蓄電池的總能量為13.5kWh,總品質為375kg。而同樣能量的鋁空氣電池總品質僅45kg,為鉛酸蓄電池品質的12%。由於電池品質大大減輕,車輛的整備品質也降低,可以提高車輛的裝載能量或延長續駛里程。

3、鋁沒有毒性和危險性

鋁對人體不會造成傷害,可以回收迴圈使用,不污染環境。鋁的原材料豐富,已具有大規模的鋁冶煉廠,生產成本較低。鋁回收再生方便,回收再生成本也較低。而且可以採用更換鋁電極的方法,來解決鋁空氣電池充電較慢的問題。

正如所有的事物有其優秀的一面也有不足的一方一樣,鋁空氣電池也有不足之處

雖然它含有高的比能量,但比功率較低,充電和放電速度比較緩慢,電壓滯後,自放電率較大,需要採用熱管理系統來防止鋁空氣電池工作時的過熱。

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