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：次

鋁空氣電池和動力鋰電池誰具有巨大的商業(yè)潛力？鋰電池擁有較高的比能量，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。

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(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(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(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，使用過程中當陽極消耗完以后直接更換電池組即可。