54移动电源与车辆2021年第］期前沿技术
新能源铝空电源电池介绍
1工作原理
铝空气电池以高纯度铝A1（含铝99.99%）为负极、
氧为正极，以氢氧化钾（KOH）或氢氧化钠（NaOH）水溶液为电解质。铝摄取空气中的氧，
在电池放电时产生化学反应，铝和氧作用转化为
氧化铝。铝空气电池的进展十分迅速，它在EV 上的应用已取得良好效果，是一种很有发展前途的空气电池。
2构造特点
在单体电池中以铝（A1）为负极、氧为正极，在铝空气电池两侧有一对辅助空气电极，作为铝空气电池正极，在工作时只消耗铝和少量的水。
新能源电池
3主要特点
3.1比能量大
铝空气电池的理论比能量可达8100Wh/kg, 2014年的铝空气电池的实际比能量只达到350Wh/kg，但也是铅酸电池的7〜8倍、鎳氢电池的5.8倍、锂电池的2.3倍。采用铝空气电池后，
车辆能够明显地提高续驶里程，国外有关资料介绍，美国加利福尼亚州在使用铝空气电池的电动汽车上，有过只更换一次铝电极续驶里程达1600km的记录。
3.2质量轻
我国开发和研制的牵引用动力型铅酸蓄电池
的总能量为13.5kWh，总质量为375kg。而同样能量的铝空气电池总质量仅45kg，为铅酸蓄电池质量的12%。由于电池质量大大减轻，车辆的整备质量也降低，可以提高车辆的装载能量或延长续驶里程。
3.3无毒危险
铝对人体不会造成伤害，可以回收循环使用，不污染环境。铝的原材料丰富，已具有大规模的铝冶炼厂，
生产成本较低。铝回收再生方便，回收再生成本也较低。而且可以采用更换铝电极的方法，来解决铝空气电池充电较慢的问题。
虽然铝空气电池含有高的比能量，但比功率较低，充电和放电速度比较缓慢，电压滞后，自放电率较大，需要采用热管理系统来防止铝空气电池工作时的过热。
3.4海洋电池
1991年，我国首创以铝一空气一海水为能源的新型电池，称之为海洋电池。它是一种无污染、长效、稳定可靠的电源。海洋电池彻底改变了以往海上航标灯两种供电方式：一是一次性电池，如锌猛电池、锌银电池、锌空（气）电池等。这些电池体积大，电能低，价格高。二是先充电后给电的二次性电源，如铅蓄电池，银镉电池等。这种电池要定期充电，工作量大，费用高。
海洋电池，是以铝合金为电池负极，金属（Pt、Fe）网为正极，用取之不尽的海水为电解质溶液，它靠海水中的溶解氧与铝反应产生电能的。我们知道，海水中只含有0.5%的溶解軋为获得这部分氧，科学家把正极制成仿鱼鲍的网状结构，以增大表面积，吸收海水中的微量溶解氧。这些氧在海水电解液作用下与铝反应，源源不断地产生电能。两极反应为：
负极：（Al）：4Al-12e-=4Al3+
正极：（Pt或Fe等）：3O2+6H2O+12e-=12OH-
总反应式：4A1+3O2十6H2O=4A1（O巴3J
海洋电池本身不含电解质溶液和正极活性物质，不放入海洋时，铝极就不会在空气中被氧化，可以长期储存。用时，把电池放入海水中，便可供电，其能量比干电池高20〜50倍。电池设计使用周期可长达一年以上，避免经常交换电池的麻烦。即使更换，也只是换一块铝板，铝板的大小，可根据实际需要而定。海洋电池没有怕压部件，
在海洋下任何深度都可以正常工作。
4研发进展
美铝加拿大公司和以列公司Phinergy新展示的100公斤重的铝空气电池储存了可行驶3000公里的足够电量。
铝的氧化反应在铝暴露在空气中时会自然发生，表面的氧化铝会阻止深层的铝继续发生反应，新电池采用的新技术则包含了电解质可溶解表面氧化层，使反应持续进行。
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