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。

 

 

鋁空氣電池的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

 

①比能量大，鋁空氣電池的理論比能量可達8100Wh/kg；

②質(zhì)量輕，同樣能量的鋁空氣電池總質(zhì)量僅為鉛酸蓄電池質(zhì)量的12%；

③無毒危險，可以回收循環(huán)使用；

④鋁原材料豐富。

 

鋁空氣電池的劣勢也很明顯：

 

①是一種釋放電能的化學(xué)反應(yīng)裝置，不能反復(fù)充電，需要更換鋁電極才能繼續(xù)工作；

②雖然鋁空氣電池含有高的比能量，但比功率較低；

③充電和放電速度比較緩慢，電壓滯后，自放電率較大；

④需要采用熱管理系統(tǒng)來防止鋁空氣電池工作時的過熱。

鋁空氣電池與現(xiàn)今的鋰離子電池相比的優(yōu)劣如下表所示。

 

 

 

鋁空氣電池的問世到現(xiàn)在也有70多年了，現(xiàn)在就簡單總結(jié)一下國內(nèi)外這種電池的“演化”。

 

 

 

2015年，美國鋁業(yè)公司與以色列Phinergy公司在位于蒙特利爾的維倫紐夫賽車場展示了裝配有100公斤重鋁空氣電池的賽車可行駛1600公里的世界紀錄，許多媒體都做出“鋁空氣電池是傳統(tǒng)電池秒殺者”的報道。

 

目前國內(nèi)涉及到鋁空氣電池的企業(yè)主要有三家，分別是空天科技、云鋁股份和中國動力。

 

空天科技有限公司是一家專業(yè)從事鋁空氣電池的研發(fā)高科技企業(yè)。據(jù)悉，空天科技聯(lián)合天津大學(xué)，研究攻克了鋁陽極放電中途鈍化與自放電大、空氣電極催化劑催化效率低與價格高三大核心技術(shù)難題，以及空氣電極防水膜“冒汗”漏液等技術(shù)難題，掌握了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的電池制造核心技術(shù)。其開發(fā)的鋁空氣電池具有功率密度高、比能量高、壽命長、對環(huán)境無污染、安全、成本低等特點，研制出了100W、200W、500W、1kW、3kW、5kW等不同功率等級的鋁空氣電池模塊，并初步形成了產(chǎn)業(yè)化格局。

 

2016年10月22日，云鋁股份與創(chuàng)能公司合資成立云南云鋁慧創(chuàng)綠能電池有限公司，新公司將投資建設(shè)20MW（兆瓦）鋁空氣電池生產(chǎn)線，具備20萬臺/年電源產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。

 

中國動力與PHINERGY成立合資公司，計劃在大巴、旅游車、物流汽車及運動型多用途汽車等電動車型推廣鋁空氣電池。

另外，北京大學(xué)-臺州金屬燃料電池研究中心在鋁空氣電池研發(fā)方面已走在全國前列，并開始實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。該公司已與吉利汽車研究院合作，并在吉利熊貓車上進行了路試，目前為止，該公司是國內(nèi)唯一一家可以使用鋁空氣電池驅(qū)動電動車而續(xù)航里程遠大于采用鋰電池的公司。

 

2016年11月8日，德陽東深新能源科技有限公司1000臺鋁空氣金屬燃料UPS（不間斷電源）正式下線，這些鋁空氣電池將被用于德陽鐵塔基站備用電源，代替原來的柴油發(fā)電機和鉛酸電池。據(jù)悉，這是全國首次鋁空氣電池的商業(yè)化推廣。

 

 

國內(nèi)鋁空氣電池研發(fā)如火如荼，是否意味著鋁空氣電池馬上就可以商業(yè)化了呢？筆者認為鋁空電池目前要實現(xiàn)商業(yè)化，難度非常的大。

 

第一，關(guān)鍵技術(shù)未取得突破，空氣電極極化和氫氧化鋁沉降等問題是影響金屬空氣電池走向市場化的重要障礙，鋁空氣電池性能的提高遇到很大的瓶頸，目前尚處于實驗室階段。

 

第二，國內(nèi)現(xiàn)在還不具備鋁空氣電池商業(yè)化的條件。現(xiàn)在國內(nèi)做鋁空氣電池的企業(yè)比較少，這些企業(yè)根本支撐不起整個產(chǎn)業(yè)鏈。

 

當然鋁空氣電池的優(yōu)勢擺在那里，無論是那嚇人的能量密度，還是安全性，環(huán)保性都具有無可比擬的優(yōu)勢，所以用一句話概括就是“前景是光明的，道路是曲折的”。