據(jù)外媒報道，金屬-空氣電池（Metal-airbatteries）已引起了業(yè)內(nèi)的特別關(guān)注，因為其能量密度高、裝配成本低、環(huán)保、無毒性、使用壽命長、放電時間長、可回收性（recyclability）高、溫度公差寬。

金屬-空氣電池已被廣泛應(yīng)用于電動車（插電式混動車及純電動車）及儲能裝置（智能電網(wǎng)）中，還能被用作應(yīng)急電源。

與其他電池技術(shù)類似，金屬-空氣電池也存在許多科研與技術(shù)難題，主要問題在于陰極動力學(xué)反應(yīng)遲滯（sluggishkinetics）、陽極能效利用率低（因金屬氧化物、氫氧化物或其他物質(zhì)在陽極表面積聚而導(dǎo)致的嚴(yán)重鈍化）、自放電（self-discharge）與腐蝕、劣質(zhì)空氣陰極結(jié)構(gòu)引起的過電位高、極化電阻（polarizationresistance）大、系統(tǒng)散熱失控，導(dǎo)致長期運行故障、實際能量密度及應(yīng)用受限。

浙江省石墨烯應(yīng)用研究重點實驗室（KeyLaboratoryofGrapheneTechnologiesandApplicationsofZhejiangProvince）與先進鋰電池工程師實驗室（AdvancedLi-ionBatteryEngineeringLab）的研究團隊率先研發(fā)了一款千瓦級（kilowatt-scale）鋁空氣電池，該電池采用了高效的石墨烯基催化劑，利用石墨烯添加劑提升了空氣陰極結(jié)構(gòu)（aircathodestructure）及自主研發(fā)的鋁合金陽極，綜合性電化學(xué)性能表現(xiàn)十分出色。

鋁空氣電池的化學(xué)反應(yīng)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(fù)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，在電池放電時產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，鋁和氧作用轉(zhuǎn)化為氧化鋁。

鋁空氣電池的進展十分迅速，它在EV上的應(yīng)用已取得良好效果，是一種很有發(fā)展前途的空氣電池。

比能量大

鋁空氣電池的理論比能量可達(dá)8100Wh/kg，2014年的鋁空氣電池的實際比能量只達(dá)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(xù)駛里程，國外有關(guān)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(xù)駛里程達(dá)1600km的記錄。

質(zhì)量輕

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

無毒危險

鋁對人體不會造成傷害，可以回收循環(huán)使用，不污染環(huán)境。鋁的原材料豐富，已具有大規(guī)模的鋁冶煉廠，生產(chǎn)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(tǒng)來防止鋁空氣電池工作時的過熱。

缺點

1.比功率較低，充電和放電速度比較緩慢；

2.電壓滯后，自放電率較大；

3.需要采用熱管理系統(tǒng)來防止鋁空氣電池工作時的過熱。

優(yōu)化該款工業(yè)設(shè)計及系統(tǒng)整合方案后，該電池可被用于攻克熱逃逸（thermalrunaway）問題。

該機構(gòu)發(fā)布了近20篇研究論文，并申請了20多項有關(guān)鋁空氣電池的技術(shù)專利。

該研究團隊論證了千瓦級石墨烯基鋁空氣電池系統(tǒng)，其能量密度高、電池容量高達(dá)20kWh，電量輸出國高達(dá)1000W。

該款電池系統(tǒng)可同時為電視機、臺式計算機、電風(fēng)扇及60瓦燈泡持續(xù)供電20多個小時。

該研究團隊還建立了實驗室生產(chǎn)線，目前還在研發(fā)一款5kW的鋁空氣電池。

本文摘自：蓋世汽車