鋁空氣電池與鋰電池哪個(gè)好？

鋁空氣電池的化學(xué)反應與鋅空氣電池類(lèi)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(zhì)。鋁攝取空氣中的氧，在電池放電時(shí)產(chǎn)生化學(xué)反應，鋁和氧作用轉化為氧化鋁。
 電池是實(shí)際比能量高達300~400Wh/κg 且對環(huán)境非常友好的優(yōu)秀電池;電池結構和材料可根據實(shí)際環(huán)境和要求而變動(dòng),具有很大的適應性;它既可用于陸上又可用于深海,既可用作動(dòng)力電池,又是長(cháng)壽命高比能的信號電池。

鋁空氣電池的特點(diǎn)
 A、比能量高,電池理論比能量可達 2290wh/kg 目前實(shí)際上已經(jīng)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(wú)法用于動(dòng)力電池。
 B.比功率中等,達到 50~200w/kg 這一特性顯然是由氧電極所決定的。因為氧電極的工作電位遠離其熱力學(xué)平衡電位。其交換電流密度很小,電池放電時(shí)極化很大。氫氧燃料電池的比功率不高,其原因也在于
 C.使用壽命達到 3~4年。這也取決于氧電極的工作壽命,因為鋁電極是可以不斷換的。
 D.無(wú)毒、無(wú)有害氣體,不污染環(huán)境。電池反應消耗鋁、氧和水,生成。后者是當今用于污水處理的優(yōu)昇沉淀劑。
 E.設計成電解液循環(huán)和不循環(huán)兩種結構形式,便于因使用場(chǎng)合不同而進(jìn)行設計;
 F.鋁資源豐富,原料充足 鋁空氣電池的工作原理 鋁空氣電池的負極是鋁合金,在電池放電時(shí)被不斷消耗,并生成;正極是多孔性氧電極,跟氫氧燃料電池的氧電極相同,電池放電時(shí)界進(jìn)入電極的氧(空氣)發(fā)生電化學(xué)反應生成;電解液可分為兩種,其一為中性濬液〔或水濬液或海水),一種昰堿性濬液。 鋁空氣電池會(huì )替代鋰電池嗎 目前可替代鋰電池的鋁電池還處于試制階段，沒(méi)有投入商業(yè)使用。所以總的來(lái)說(shuō)鋁空氣電池是否會(huì )替代鋰電池，還是個(gè)未知數，那么我們來(lái)看看鋁空氣電池替代鋰電池會(huì )遇到哪些問(wèn)題呢。 從電池的續航里程來(lái)說(shuō)，鋁空氣電池相比于鋰電池來(lái)說(shuō)，確實(shí)是一個(gè)突破。不過(guò)由于鋁空氣電池在放電過(guò)程中陽(yáng)極腐蝕會(huì )產(chǎn)生氫，這不僅會(huì )導致陽(yáng)極材料的損耗，而且還會(huì )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(shí)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(chē)載應用方面來(lái)說(shuō)，鋁空氣電池依然是一個(gè)未知數，甚至還比不上氫燃料電池。
 鋁空氣電池不能代替鋰電池的原因分析
1、多用于應急電源 “鋁空氣電池并不是傳統意義上用于多次存儲電能的電池，而是一種釋放電能的化學(xué)反應裝置?！标悵f(shuō)，它的工作原理就是活性金屬在水中發(fā)生氧化反應釋放能量的過(guò)程——通過(guò)電解液及特殊的電極材料，將釋放的能量以電能的形式輸出。 通俗點(diǎn)說(shuō)，對于鋁空氣電池來(lái)說(shuō)，其中的活性金屬就是鋁，類(lèi)似的還有鋅空氣電池、鎂空氣電池等，只是根據金屬的活性(在水或空氣中發(fā)生氧化反應的劇烈程度)不同，所使用的電解液及其他輔助材料略有不同而已。
“只需加注清水只是在電池的生命周期內而言的，本質(zhì)上消耗的物質(zhì)是鋁，而不是水?！标悵嬖V記者，在電池工作過(guò)程中，源源不斷地輸出電能，金屬鋁也在源源不斷地被氧化而消耗，生成氫氧化鋁，產(chǎn)生電能是以消耗含有化學(xué)能的鋁為條件的?！?00公斤重的鋁空氣電池儲存了可行駛3000公里的足夠電量”，行駛完3000公里后，電池的壽命就結束了，需要重新安裝，即補充金屬鋁。 據介紹，鋁空氣電池早在20世紀60年代就已問(wèn)世。但直到現在，它的研究多半還停留在理論階段，實(shí)際應用的并不多。在國內，它的研究多集中于應急電源;而在國外，科學(xué)家或研究某種電極材料，或研究特殊應用場(chǎng)合的電池系統，正試圖尋求鋁空氣電池應用技術(shù)的突破。
 2、安全風(fēng)險待檢驗 “使用不便是鋁空氣電池目前最大的瓶頸?！标悵J為，除了較存儲電能的電池使用不便外，與其他氣體類(lèi)的燃料電池相比也有諸多不便，比如氫燃料電池，可以將氫氣方便地加注、存儲、輸送至化學(xué)反應裝置，但對于金屬固態(tài)物的鋁來(lái)說(shuō)，顯然不方便。其次，副反應較多、反應過(guò)程不易控制，部分反應生成物一定程度上阻礙反應繼續進(jìn)行，釋放大量熱，同時(shí)產(chǎn)生易燃易爆氣體。 在電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)路上，鋁似乎正在扮演更重要的角色。一個(gè)有意思的現象是，美國特斯拉電動(dòng)汽車(chē)的續航能力能提高到300公里至400公里，使用的電池主要是鎳鈷鋁三元材料，而我國電動(dòng)汽車(chē)則使用的是鎳鈷錳。其中的金屬之差，正是鋁。 “特斯拉中采用的鋁材料，主要是應用于可多次存儲電能的電池。它的作用是，提升電池的能量密度，同等重量的電池可以存儲更多電能，讓汽車(chē)的續駛里程更長(cháng)?！标悵J為，單從這一點(diǎn)來(lái)看，確實(shí)是一個(gè)突破。但由此帶來(lái)的安全風(fēng)險有待實(shí)踐的進(jìn)一步檢驗。 以鋰離子電池驅動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)難以普及，最大障礙是行駛里程有限，目前的續航能力大多在135公里至480公里之間，除非沿途有大量快速充電站，否則不宜駕駛電動(dòng)汽車(chē)遠途旅行。少數大于200公里的車(chē)輛，價(jià)格又特別昂貴，無(wú)法普及。
 3、車(chē)載還是未知數 鋁空氣電池能否替代鋰離子電池呢?吉利汽車(chē)研究院曾經(jīng)做過(guò)相關(guān)的仿真建模實(shí)驗，從汽車(chē)動(dòng)力學(xué)角度研究鋁空氣電池作為電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載能源的應用，關(guān)注其本身可釋放的電量及功率。
“從實(shí)驗結果來(lái)看，鋁空氣電池更適合作為續航備用電池?！倍胖緩娬f(shuō)，鋁空氣電池是一個(gè)能量源，相對于可存儲電能的蓄電池而言，同等重量的鋁空氣電池所能釋放的電能更多，其能量密度高，但其可釋放的功率卻極低，單獨使用不滿(mǎn)足車(chē)用需求，特別是剛起動(dòng)時(shí)。這就相當于一輛燃油汽車(chē)，油箱很大，但發(fā)動(dòng)機很小，可以走很長(cháng)的路，但走得很慢。相比之下，鋰離子蓄電池的車(chē)速會(huì )更加穩定。如采用同等功率(即車(chē)輛具備同樣車(chē)速)的鋁空氣電池，其重量大概會(huì )是鋰離子蓄電池的4至5倍。 也就是說(shuō)，一輛電動(dòng)汽車(chē)的標配能量應該是，實(shí)際使用中取鋁空氣電池所長(cháng)，獲得更長(cháng)的續駛里程，同時(shí)也要補鋁空氣電池所短，配一個(gè)功率型的電池，使車(chē)輛具備不錯的動(dòng)力性能。
 “對于車(chē)載應用，鋁空氣電池依然是個(gè)未知數?！倍胖緩娬J為，目前鋁空氣電池在移動(dòng)通訊設備和筆記本電腦上有些應用，但都是實(shí)驗性的，并不是很廣泛。未來(lái)在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的應用，還有很多技術(shù)問(wèn)題亟待解決，能否成功成為電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載能源，還要靠市場(chǎng)最終選擇。在其他領(lǐng)域，從鋁空氣電池本身技術(shù)特點(diǎn)來(lái)看，作為應急電源和移動(dòng)電站似乎更合適。