空气电池

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  化学电池的一种。构造原理与干电池(一种以糊状电解液来产生直流电的化学电池)相似,所不同的只是它的氧化剂取自空气中的氧。例如有一种空气电池,以锌为阳极,以氢氧化钠为电解液,而阴极是多孔的活性炭,因此能吸附空气中的氧以代替一般干电池中的氧化剂(二氧化锰)。

  空气电池的分类

  锌空气电池

  锌空气电池( zinc air battery),用活性炭吸附空气中的氧或纯氧作为正极活性物质,以锌为负极,以氯化铵或苛性碱溶液为电解质的一种原电池。又称锌氧电池。分为中性和碱性两个体系的锌空气电池,分别用字母A和P表示,其后再用数字表示电池的型号。

  锂空气电池

  在负极(金属锂)一侧使用有机电解液,在正极(空气)一侧使用水性电解液。在两种电解液之间设置只有锂离子穿过的固体电解质膜,将两者隔开。这样便可防止电解液混合,并促进电池发生反应。

  负极用电解液组合使用的是含有锂盐的有机电解液。虽然不能弃用有机溶媒,但却限定了使用方法。正极用水性电解液使用碱性水溶性凝胶,与微细化后的碳和低价氧化物催化剂形成的正极组合。

  在锂-空气电池中,由于放电反应生成的并非是固体的Li2O,而是容易溶解在水性电解液中的LiOH(氢氧化锂)。氧化锂在空气电极堆积后,不会导致工作停止。水及氮等也不会穿过固体电解质的隔壁,因此不存在与负极的锂金属发生反应的危险。而且,在充电时,如果配置充电专用的正极,还可防止充导电致空气电极的腐蚀和老化。

  铝空气电池

  铝空气电池的化学反应与锌空气电池类似,铝空气电池以高纯度铝Al(含铝99.99%)为正极、氧为负极,以氢氧化钾(KOH)和氢氧化钠(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。铝空气电池的进展十分迅速,它在EV上的应用已取得良好效果,是一种很有发展前途的空气电池。

  铝空气电池的特点

  1、比能量大

  铝空气电池的实际比能量只达到350~400Wh/kg,这数值还不及它理论值的5%。但就是这5%不到的比能量也是铅酸电池的7~8倍、镍氢电池的5.8倍、锂电池的2.3倍。

  若采用铝空气电池的电动车,续驶里程明显地提高。国外有关资料介绍,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。

  2、质量轻

  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,总质量为375kg。而同样能量的铝空气电池总质量仅45kg,为铅酸蓄电池质量的12%。由于电池质量大大减轻,车辆的整备质量也降低,可以提高车辆的装载能量或延长续驶里程。

  3、铝没有毒性和危险性

  铝对人体不会造成伤害,可以回收循环使用,不污染环境。铝的原材料丰富,已具有大规模的铝冶炼厂,生产成本较低。铝回收再生方便,回收再生成本也较低。而且可以采用更换铝电极的方法,来解决铝空气电池充电较慢的问题。

  正如所有的事物有其优秀的一面也有不足的一方一样,铝空气电池也有不足之处

  虽然它含有高的比能量,但比功率较低,充电和放电速度比较缓慢,电压滞后,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。

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