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        鋁空氣電池和動力鋰電池誰具有巨大的商業潛力

        來源:存能電氣  日期:2020-07-07 16:46  瀏覽量:

        鋁空氣電池和動力鋰電池誰具有巨大的商業潛力?鋰電池擁有較高的比能量,是目前研究較成熟且已經大規模商用的二次電池,但是近幾年來,面對移動電子設備和電動汽車等領域的巨大發展,鋰電池已難于滿足其大容量的需求,特別是對能源依賴性很強的動力電池體系。因此,擁有比鋰電池比容量大幾倍的金屬空氣電池應運而生,比如鋅空氣電池、鋁空氣電池、鎂空氣電池、鋰空氣電池等。

        鋁空氣電池和動力鋰電池誰具有巨大的商業潛力?

        從電池的續航里程來說,鋁空氣電池相比于鋰電池缺少是一個突破,不過由于鋁空氣電池在放電過程中陽極腐蝕會產生氫,這不僅會導致陽極的損耗,而且還會增加電池內部的損耗;另外鋁空氣電池消耗的是鋁,當電池壽命結束的時候需要重新安裝鋁等都極大地阻礙了鋁空氣電池的商業化發展,并且在車載應用方面來說,鋁空氣電池依然是一個未知數,甚至還比不上氫燃料電池。

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        鋁空氣電池在單體電池中以鋁為負極、氧為正極,在工作時只消耗鋁和少量的水,當鋁和水消耗完就無法工作。它是一次電池,不能充電,需要更換鋁電極才能繼續工作。這類電池理論上的正極活性物質的量是無限的,所以電池理論容量主要取決于負極金屬的量,這類電池擁有更大的比容量。

        鋁空氣電池的理論比能力可達8100Wh/kg,具有成本低、比能量密度和比功率密度高等優點。作為一種特殊的燃料電池,鋁空氣電池在軍事、民用以及水底動力系統、電信系統后備動力源和便攜式電源等應用方面具有巨大的商業潛力。一些鋁燃料電池產品,如船舶推進電池組、電信系統的儲備電池、鋁氧氣水下系統等,正向市場化方向發展。

        鋁空氣電池的特點

        ①在世界上獨創了以流動的液體作為正極材料,電流和功率大,可達千、萬安培級;

        ②以鋁作為材料,又解決了鋁的自腐問題,在世界上首次實現了鋁大電流應用;

        ③不需要充電樁,僅需要加入含固體的電池水,可以不受時間和空間的限制;

        ④適應性強:電池結構和使用的原材料可根據實用環境和要求而變動,具有很強的適應性;

        ⑤比能量高:電池理論比能量可達2290Wh/kg,目前實際上已經達到300~400Wh/kg,這一數值遠高于當今各種電池的比能量,雖然電池的比能量與此相當,但其安全性不好使它無法用于動力電池;

        ⑥材料成本低、能量密度高:鋁空氣電池的負極活性材料是含量豐富的金屬鋁,價格便宜、環保、正極活性物質是空氣中的氧氣,正極容量可視無限大。因此鋁空氣電池具有質量輕、體積小、使用壽命長的優勢。

        從實驗結果來看,鋁空氣電池更適合作為續航備用電池。也就是說,一輛電動汽車的標配能量是實際使用中取鋁空氣電池所長,獲得更長的續駛里程,同時也要補鋁空氣電池所短配一個功率型的電池,使車輛具備不錯的動力性能。對于車載應用,鋁空氣電池依然是個未知數。

        目前鋁空氣電池在移動通訊設備和筆記本電腦上有些應用,但都是實驗性的,并不是很廣泛。未來在電動汽車領域的應用,還有很多技術問題亟待解決,能否成功成為電動汽車車載能源還要靠市場最終選擇。在其他領域,從鋁空氣電池本身技術特點來看,作為應急電源和移動電站似乎更合適。

        鋁空氣電池高的比能量以及它的安全對環境無害的特點決定了它將有一個廣闊的發展前景,未來或將首先應用于動力汽車和礦山開采等移動設備。鋁空氣電池可以設計為集成電池組,像汽油等燃料一樣存放在加油站或專門的充電站,使用過程中當陽極消耗完以后直接更換電池組即可。

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