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解析铝空气电池的“演化”
  • 铝空气电池是金属空气电池的一种,这种电池号称是一种“仅加加水,就能续航3000Km”的怪物电池,能够把市面上现存的电池都虐成渣!事实真的如此吗?接下来,我们就对铝空气电池技术进行解析。

    铝空气电池是金属空气电池的一种,这种电池号称是一种“仅加加水,就能续航3000Km”的怪物电池,能够把市面上现存的电池都虐成渣!事实真的如此吗?接下来,我们就对铝空气电池技术进行解析。
      
      续航3000km的铝空气电池技术解析
      
      1、铝空气电池原理
      
      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、铝空气电池的优势和劣势
      
      铝空气电池的优势主要体现在如下几个方面:
      
      ①比能量大,铝空气电池的理论比能量可达8100Wh/kg;
      
      ②质量轻,同样能量的铝空气电池总质量仅为铅酸蓄电池质量的12%;
      
      ③无毒危险,可以回收循环使用;
      
      ④铝原材料丰富。
      
      铝空气电池的劣势也很明显:
      
      ①是一种释放电能的化学反应装置,不能反复充电,需要更换铝电极才能继续工作;
      
      ②虽然铝空气电池含有高的比能量,但比功率较低;
      
      ③充电和放电速度比较缓慢,电压滞后,自放电率较大;
      
      ④需要采用热管理系统来防止铝空气电池工作时的过热。
      
      铝空气电池与现今的锂离子电池相比的优劣如下表所示。
      
      3、铝空气电池发展简史
      
      铝空气电池的问世到现在也有70多年了,现在就简单总结一下国内外这种电池的“演化”。
      
      4、国内外铝空气电池产业化现状
      
      2015年,美国铝业公司与以色列Phinergy公司在位于蒙特利尔的维伦纽夫赛车场展示了装配有100公斤重铝空气电池的赛车可行驶1600公里的世界纪录,许多媒体都做出“铝空气电池是传统电池秒杀者”的报道。
      
      目前国内涉及到铝空气电池的企业主要有三家,分别是空天科技、云铝股份和中国动力。
      
      空天科技有限公司是一家专业从事铝空气电池的研发高科技企业。据悉,空天科技联合天津大学,研究攻克了铝阳极放电中途钝化与自放电大、空气电极催化剂催化效率低与价格高三大核心技术难题,以及空气电极防水膜“冒汗”漏液等技术难题,掌握了具有自主知识产权的电池制造核心技术。其开发的铝空气电池具有功率密度高、比能量高、寿命长、对环境无污染、安全、成本低等特点,研制出了100W、200W、500W、1kW、3kW、5kW等不同功率等级的铝空气电池模块,并初步形成了产业化格局。
      
      2016年10月22日,云铝股份与创能公司合资成立云南云铝慧创绿能电池有限公司,新公司将投资建设20MW(兆瓦)铝空气电池生产线,具备20万台/年电源产品的生产能力。
      
      中国动力与PHINERGY成立合资公司,计划在大巴、旅游车、物流汽车及运动型多用途汽车等电动车型推广铝空气电池。
      
      另外,北京大学-台州金属燃料电池研究中心在铝空气电池研发方面已走在全国前列,并开始实现产业化生产。该公司已与吉利汽车研究院合作,并在吉利熊猫车上进行了路试,目前为止,该公司是国内唯一一家可以使用铝空气电池驱动电动车而续航里程远大于采用锂电池的公司。
      
      2016年11月8日,德阳东深新能源科技有限公司1000台铝空气金属燃料UPS(不间断电源)正式下线,这些铝空气电池将被用于德阳铁塔基站备用电源,代替原来的柴油发电机和铅酸电池。据悉,这是全国首次铝空气电池的商业化推广。
      
      5、铝空气电池前景
      
      国内铝空气电池研发如火如荼,是否意味着铝空气电池马上就可以商业化了呢?笔者认为铝空电池目前要实现商业化,难度非常的大。
      
      第一,关键技术未取得突破,空气电极极化和氢氧化铝沉降等问题是影响金属空气电池走向市场化的重要障碍,铝空气电池性能的提高遇到很大的瓶颈,目前尚处于实验室阶段。
      
      第二,国内现在还不具备铝空气电池商业化的条件。现在国内做铝空气电池的企业比较少,这些企业根本支撑不起整个产业链。
      
      当然铝空气电池的优势摆在那里,无论是那吓人的能量密度,还是安全性,环保性都具有无可比拟的优势,所以用一句话概括就是“前景是光明的,道路是曲折的”。
      
      编辑:Harris
      
      

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