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鋁空氣電池和動力鋰電池誰具有巨大的商業(yè)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(yè)潛力?鋰電池?fù)碛休^高的比能量,是目前研究較成熟且已經(jīng)大規(guī)模商用的二次電池,但是近幾年來,面對移動電子設(shè)備和電動汽車等領(lǐng)域的巨大發(fā)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(yīng)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(yè)潛力?

從電池的續(xù)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(chǎn)生氫,這不僅會導(dǎo)致陽極的損耗,而且還會增加電池內(nèi)部的損耗;另外鋁空氣電池消耗的是鋁,當(dāng)電池壽命結(jié)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(yè)化發(fā)展,并且在車載應(yīng)用方面來說,鋁空氣電池依然是一個未知數(shù),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(fù)極、氧為正極,在工作時只消耗鋁和少量的水,當(dāng)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(xù)工作。這類電池理論上的正極活性物質(zhì)的量是無限的,所以電池理論容量主要取決于負(fù)極金屬的量,這類電池?fù)碛懈蟮谋热萘俊?/span>

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(yōu)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(tǒng)、電信系統(tǒng)后備動力源和便攜式電源等應(yīng)用方面具有巨大的商業(yè)潛力。一些鋁燃料電池產(chǎn)品,如船舶推進電池組、電信系統(tǒng)的儲備電池、鋁氧氣水下系統(tǒng)等,正向市場化方向發(fā)展。

鋁空氣電池的特點

①在世界上獨創(chuàng)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(xiàn)了鋁大電流應(yīng)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(yīng)性強:電池結(jié)構(gòu)和使用的原材料可根據(jù)實用環(huán)境和要求而變動,具有很強的適應(yīng)性;

⑤比能量高:電池理論比能量可達2290Wh/kg,目前實際上已經(jīng)達到300~400Wh/kg,這一數(shù)值遠高于當(dāng)今各種電池的比能量,雖然電池的比能量與此相當(dāng),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(fù)極活性材料是含量豐富的金屬鋁,價格便宜、環(huán)保、正極活性物質(zhì)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(zhì)量輕、體積小、使用壽命長的優(yōu)勢。

從實驗結(jié)果來看,鋁空氣電池更適合作為續(xù)航備用電池。也就是說,一輛電動汽車的標(biāo)配能量是實際使用中取鋁空氣電池所長,獲得更長的續(xù)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(yīng)用,鋁空氣電池依然是個未知數(shù)。

目前鋁空氣電池在移動通訊設(shè)備和筆記本電腦上有些應(yīng)用,但都是實驗性的,并不是很廣泛。未來在電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用,還有很多技術(shù)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(lǐng)域,從鋁空氣電池本身技術(shù)特點來看,作為應(yīng)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(huán)境無害的特點決定了它將有一個廣闊的發(fā)展前景,未來或?qū)⑹紫葢?yīng)用于動力汽車和礦山開采等移動設(shè)備。鋁空氣電池可以設(shè)計為集成電池組,像汽油等燃料一樣存放在加油站或?qū)iT的充電站,使用過程中當(dāng)陽極消耗完以后直接更換電池組即可。

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