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科学家预测，就续航里程、购买价格、燃料成本和生命周期成本而言，铝空气电池与电动汽车的结合将是未来乘用车最有前景的技术之一。其良好的电池性能和成本效益使其成为化石燃料汽车的经济替代品。

由铅、氧化铅和硫酸组成的铅酸电池长期以来一直是主流的可充电电化学电池技术，在汽车工业中得到了广泛应用。近年来，太阳能和风能发电的扩张产生了对大规模储能技术的需求。用于固定电网规模应用的电化学储能技术已经取得了一些进展。铝空气电池是一种价格低廉、重量轻、功能强大的电池技术。空气中的氧气与铝反应产生电荷，产生用于为客车供电的电力。

一些大型电化学、电网规模的电池技术已经在集装箱内运行。以色列的铝空气电池技术就是这样，它可以在标准的20英尺容器中储存4800千瓦时，并提供稳定的240千瓦（320马力）输出。在相同的重量和体积下，铝空气电池可以比钒流、液态金属或锌溴凝胶技术存储更多的能量。

 

 

铝空气电池的工作原理

直流电池的结构由负极和正极极组成。负极通常占电池重量的70%，而正极约占总重量的5%。铝-空气电池由纯轻质铝制成的负极和空气正极极组成。重量轻和化学性质的结合使其能量密度是更昂贵的锂离子电池的三倍。

铝空气电池在使用过程中会产生氢氧化铝，即Al（OH）3或H3AlO3。铝空气电池不可充电，但可完全回收。当铝空气电池耗尽时，有各种化学方法从氢氧化铝中提取纯铝，这允许铝空气电池的连续回收。在这个过程中，铝-空气电池的化学反应与锌-空气电池类似。铝空气电池使用高纯度铝Al（含99.99%铝）作为负极，使用氧气作为正极，并使用氢氧化钾（KOH）或氢氧化钠（NaOH）水溶液作为电解质。

铝吸收空气中的氧气，当电池放电时发生化学反应，铝和氧气转化为氧化铝。铝空气电池的成本和可回收性使其与锂离子电池具有竞争力，锂离子电池是最好的可充电电池。成组容器铝空气电池可在较长时间内稳定输出。在海上作业中，电池集装箱需要快速方便地使用、安装和更换，从而使为内陆和沿海服务的拖船和驳船使用铝空气电池成为可能。

 

铝空气电池的优点和缺点

 

 

铝空气电池的优势主要体现在以下几个方面：

高比能，铝空气电池的理论比能可达8100Wh/kg；

重量轻，同等能量的铝空气电池总质量仅为铅酸电池质量的12%；

无毒、危险，可回收利用；

铝原料丰富。

 

铝空气电池的缺点也很明显：

它是一种释放电能的化学反应装置。它不能重复充电，需要更换铝电极才能继续工作；

虽然铝空气电池含有高的比能量，但比功率低；

充放电速度比较慢，电压滞后，自放电率比较大；

需要热管理系统来防止铝空气电池在运行过程中过热。

 

铝空气电池的发展前景

中国的铝空气电池目前发展很快，但总是存在一些障碍。

第一，关键技术没有突破。空气电极极化和氢氧化铝沉淀等问题是影响金属-空气电池市场化的重要障碍。铝空气电池性能的提高遇到了很大的瓶颈，目前仍处于实验室阶段。

 

 

第二，中国还不具备铝空气电池商业化的条件。目前，中国制造铝空气电池的公司相对较少，这些公司根本无法支撑整个产业链。铝空气电池在乘用车中的使用只是一个开始。由于铝空气电池可以产生大量的能量，这为它们开辟了更广泛的用途。

铝空气电池组也可用于海洋等行业，例如集装箱船和游轮、机场的地面支持设备，以及农村微电网的电源。铝空气电池还可用于交通和地方电网供电，为偏远地区的通信、学校和医疗设施提供现代服务。

 

总结

目前，它仍然是一个不可充电的电池。每个蓄电池的电压为1.2伏。其原理是利用大气中的氧气与铝发生化学反应发电。千克的极高能量密度水平，经过实际测试，其等效燃油效率达到了15%，相当于内燃机汽车的13%。这一优势使其首次应用于军事领域。例如，一些不方便频繁拆卸和更换电池的仪表，或者雷达或雷达的备用电源，都会使用铝空气电池。

尽管铝空气电池具有许多良好的性能，但在大规模推广商业应用之前，仍有许多问题需要解决。例如，纯铝的阳极容易被电解质腐蚀，铝离子反应后的水合氧化铝会形成凝胶状物质，降低功率输出。理想的正极材料仍在探索中。例如，意大利科研机构已经提交了铝玻璃电池以及铝硫电池的专利。