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鋁空氣電池的概念介紹

鉅大LARGE  |  點擊量:1959次  |  2019年02月25日  

鋁空氣電池,是實際比能量高達300~400Wh/kg且對環境非常友好的優秀電池。


鋁空氣電池-工作原理


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%)為負極、氧為正極,以氫氧化鉀(KOH)或氫氧化鈉(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-構造特點


在單體電池中以鋁(Al)為負極、氧為正極,在鋁空氣電池兩側有一對輔助空氣電極,作為鋁空氣電池正極,在工作時只消耗鋁和少量的水。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

鋁空氣電池的特點:


比能量大


鋁空氣電池的理論比能量可達8100Wh/kg,目前的鋁空氣電池的實際比能量只達到350Wh/kg,但也是鉛酸電池的7~8倍、鎳氫電池的5.8倍、鋰電池的2.3倍。采用鋁空氣電池后,車輛能夠明顯地提高續駛里程,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。


質量輕


我國開發和研制的牽引用動力型鉛酸蓄電池的總能量為13.5kWh,總質量為375kg。而同樣能量的鋁空氣電池總質量僅45kg,為鉛酸蓄電池質量的12%。由于電池質量大大減輕,車輛的整備質量也降低,可以提高車輛的裝載能量或延長續駛里程。

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標稱電壓:28.8V
標稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應用領域:勘探測繪、無人設備

鋁沒有毒性和危險性


鋁對人體不會造成傷害,可以回收循環使用,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。而且可以采用更換鋁電極的方法,來解決鋁空氣電池充電較慢的問題。


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


鋁空氣電池-海洋電池


1991年,我國首創以鋁-空氣-海水為能源的新型電池,稱之為海洋電池。它是一種無污染、長效、穩定可靠的電源。海洋電池徹底改變了以往海上航標燈兩種供電方式:一是一次性電池,如鋅錳電池、鋅銀電池、鋅空(氣)電池等。這些電池體積大,電能低,價格高。二是先充電后給電的二次性電源,如鉛蓄電池,鎳鎘電池等。這種電池要定期充電,工作量大,費用高。


海洋電池,是以鋁合金為電池負極,金屬(Pt、Fe)網為正極,用取之不盡的海水為電解質溶液,它靠海水中的溶解氧與鋁反應產生電能的。我們知道,海水中只含有0.5%的溶解氧,為獲得這部分氧,科學家把正極制成仿魚鰓的網狀結構,以增大表面積,吸收海水中的微量溶解氧。


海洋電池本身不含電解質溶液和正極活性物質,不放入海洋時,鋁極就不會在空氣中被氧化,可以長期儲存。用時,把電池放入海水中,便可供電,其能量比干電池高20~50倍。電池設計使用周期可長達一年以上,避免經常交換電池的麻煩。即使更換,也只是換一塊鋁板,鋁板的大小,可根據實際需要而定。海洋電池沒有怕壓部件,在海洋下任何深度都可以正常了作。海洋電池,以海水為電解質溶液,不存在污染,是海洋用電設施的能源新秀。

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