什么是空氣電池？它與其他電池有什么不同？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-27 22:05
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近日，廣東發(fā)改委發(fā)布關于進一步明確我省優(yōu)先發(fā)展產業(yè)的通知。
在這份通知中，純電動汽車、固態(tài)電池、空氣電池、鈉硫電池等新體系動力電池研發(fā)與制造，燃料電池、氫能設備及其關鍵零部件制造等作為綠色低碳產品均被劃為優(yōu)先發(fā)展產業(yè)。
在提到的幾種動力電池中，固態(tài)電池及燃料電池經常被人們提起，較為熟悉。相對而言，空氣電池則較少出現(xiàn)在人們視野中。本文將對空氣電池做簡單介紹：
空氣電池是化學電池的一種。構造原理與干電池相似，所不同的只是它的氧化劑取自空氣中的氧。根據(jù)陰極材料的不同，空氣電池也分為不同種類。目前已知的有鎂空氣電池、鋅空氣電池、鋰空氣電池、鋁空氣電池等。其中，鋰空氣電池因其理論能量密度上限達到11000Wh／kg，遠超過鋰電池目前200＋Wh／kg的實際能量密度，因此被認為是一種非常有潛力的高比容量電池技術。
以鋰空氣電池為例，鋰空氣電池主要由陽極、陰極、隔膜幾部分組成，金屬鋰為負極，氧氣為正極。反應主要發(fā)生在電解液，導電劑（碳）與空氣的三相界面。具有上限達到11000Wh／kg的極高理論容量、反應簡單、成本低廉等優(yōu)點。但其缺點則桎梏了其大規(guī)模應用推廣：一是反應過程很難發(fā)生，可逆性差，需要催化劑協(xié)助；二是空氣電極容易堵塞，衰減嚴重，倍率性能差；三是電解液容易揮發(fā)、分解。
目前，國內企業(yè)對鋰空氣電池展開研究的企業(yè)仍舊稀少，主要是研究機構在開展研究工作，譬如中國科學院、中國科學院大學、復旦大學、南京大學、南開大學等。
鋅空氣電池易受環(huán)境影響，最佳使用濕度為60%左右，太干燥或太潮濕均會縮短使用時間。在夏天或雨季潮濕的時候，每天晚上應將電池倉打開，將電池與助聽器一起放入干燥盒。在正?；蚋稍锏臈l件下，晚上不要將電池放入干燥盒，以免過度干燥。長時間不用，由于空氣會進入電池內部逐漸影響電池性能，甚至發(fā)生漏液等情況，所以必須將電池取出。
近日，美國伊利諾伊大學研究人員研發(fā)了多款2D材料，用這些2D材料做鋰空氣電池的電極催化劑時能夠提高電池內部的化學反應速率，使鋰空氣電池的效率更高、充電能力更強，電池保存能量的能力和提供能量的能力被大大提升了。研究者認為，該新型材料或許能夠使電動車的續(xù)航里程提升到800公里，徹底解決里程焦慮問題。另有美國科學家在《NATURE》上發(fā)文，宣稱成功制成了可在類空氣氣氛中循環(huán)超700次的電池，很好的解決了之前很多體系只能與純氧反應、循環(huán)壽命很差（常常只有幾十次）的問題。
在這份通知中，純電動汽車、固態(tài)電池、空氣電池、鈉硫電池等新體系動力電池研發(fā)與制造，燃料電池、氫能設備及其關鍵零部件制造等作為綠色低碳產品均被劃為優(yōu)先發(fā)展產業(yè)。
在提到的幾種動力電池中，固態(tài)電池及燃料電池經常被人們提起，較為熟悉。相對而言，空氣電池則較少出現(xiàn)在人們視野中。本文將對空氣電池做簡單介紹：
空氣電池是化學電池的一種。構造原理與干電池相似，所不同的只是它的氧化劑取自空氣中的氧。根據(jù)陰極材料的不同，空氣電池也分為不同種類。目前已知的有鎂空氣電池、鋅空氣電池、鋰空氣電池、鋁空氣電池等。其中，鋰空氣電池因其理論能量密度上限達到11000Wh／kg，遠超過鋰電池目前200＋Wh／kg的實際能量密度，因此被認為是一種非常有潛力的高比容量電池技術。
以鋰空氣電池為例，鋰空氣電池主要由陽極、陰極、隔膜幾部分組成，金屬鋰為負極，氧氣為正極。反應主要發(fā)生在電解液，導電劑（碳）與空氣的三相界面。具有上限達到11000Wh／kg的極高理論容量、反應簡單、成本低廉等優(yōu)點。但其缺點則桎梏了其大規(guī)模應用推廣：一是反應過程很難發(fā)生，可逆性差，需要催化劑協(xié)助；二是空氣電極容易堵塞，衰減嚴重，倍率性能差；三是電解液容易揮發(fā)、分解。
目前，國內企業(yè)對鋰空氣電池展開研究的企業(yè)仍舊稀少，主要是研究機構在開展研究工作，譬如中國科學院、中國科學院大學、復旦大學、南京大學、南開大學等。
鋅空氣電池易受環(huán)境影響，最佳使用濕度為60%左右，太干燥或太潮濕均會縮短使用時間。在夏天或雨季潮濕的時候，每天晚上應將電池倉打開，將電池與助聽器一起放入干燥盒。在正?；蚋稍锏臈l件下，晚上不要將電池放入干燥盒，以免過度干燥。長時間不用，由于空氣會進入電池內部逐漸影響電池性能，甚至發(fā)生漏液等情況，所以必須將電池取出。
近日，美國伊利諾伊大學研究人員研發(fā)了多款2D材料，用這些2D材料做鋰空氣電池的電極催化劑時能夠提高電池內部的化學反應速率，使鋰空氣電池的效率更高、充電能力更強，電池保存能量的能力和提供能量的能力被大大提升了。研究者認為，該新型材料或許能夠使電動車的續(xù)航里程提升到800公里，徹底解決里程焦慮問題。另有美國科學家在《NATURE》上發(fā)文，宣稱成功制成了可在類空氣氣氛中循環(huán)超700次的電池，很好的解決了之前很多體系只能與純氧反應、循環(huán)壽命很差（常常只有幾十次）的問題。
