鋁好網分享之鋁空氣電池關鍵技術研究進展

摘要：本文綜述了鋁空氣電池關鍵技術的研究進展，包括鋁合金陽極、鋁腐蝕抑製劑、空氣電極結構、電解質、催化劑等方面。

金屬空氣電池也稱金屬燃料電池，是一種將金屬的化學能直接轉化為電能的裝置。金屬鋁在地殼中儲量豐富且具有較高的理論體積比能量，因此鋁空氣電池成為近年來關注的熱點，然而金屬鋁在鹼性電解液中的析氫問題一直是阻礙鋁空氣電池發展的主要因素。使用含 Sn、Ga、In 等元素的鋁合金陽極，將金屬鋁加工成超細晶材質，在電解質溶液中添加鋁腐蝕抑製劑均可在一定程度上提高鋁電極效率。鋁空氣電池已經在諸多領域實現應用，隨著研究的繼續深入，鋁空氣電池在能源行業將擁有廣闊的應用前景。

鋁空氣電池的理論比能量可達 8100W · h/kg ，2014年鋁空氣電池的實際比能量只達到350W·h/kg，但也是鉛酸電池的 7～8 倍、鋰電池的 2.3 倍。採用鋁空氣電池后，車輛能夠明顯地提高續駛里程。然而，由於鋁空氣電池在放電過程中陽極腐蝕會產生氫，這不僅會導致陽極材料的過度消耗，還會增加電池內部的電學損耗這成為鋁空氣電池商業化進程的最大障礙。而以色列 Phinergy 公司開發出的鋁空氣電池的空氣陰極配備有專用的銀基催化劑，其採用了獨特的創新結構，該結構可以使氧氣順利通過，而可以將二氧化碳阻隔在外。通過該創新結構，Phinergy 鋁空氣電池的空氣陰極可以有效避免電極的碳化問題，其工作壽命也因此可以達到數千小時。鋁空氣電池的另一個優勢是維護方便。按照現在的技術方案，鋁空氣電池主要是作為鋰電池的補充電源，用戶只要每一到兩個月注入自來水以支持化學反應，每年讓技術人員對它進行一次保養即可。據稱該電池的壽命可達 20 年以上。鋁空氣電池在20 世紀 60 年代被 ZAROMB 首次提出，實驗證明了鋁空氣電池在技術上的可行性，並對鋁空氣電池機理研究方面做出了巨大貢獻。時至今日，鋁空氣電池技術經歷了長足的發展，正逐漸走向成熟，在電動汽車、無人飛機、潛艇、電子元件等領域有廣闊的應用前景。