空氣電池分類

負極用電解液組合使用的是含有鋰鹽的有機電解液。雖然不能棄用有機溶媒，但卻限定了使用方法。正極用水性電解液使用堿性水溶性凝膠，與微細化后的碳和低價氧化物催化劑形成的正極組合。

在鋰-空氣電池中，由于放電反應(yīng)生成的并非是固體的Li2O，而是容易溶解在水性電解液中的LiOH(氫氧化鋰)。氧化鋰在空氣電極堆積后，不會導致工作停止。水及氮等也不會穿過固體電解質(zhì)的隔壁，因此不存在與負極的鋰金屬發(fā)生反應(yīng)的危險。而且，在充電時，如果配置充電專用的正極，還可防止充導電致空氣電極的腐蝕和老化。

實驗證明，以0.1A/g的放電率進行放電時，放電容量約為9000mAh/g，而以前的鋰-空氣電池的放電容量僅為700～3000mAh/g，可以說實現(xiàn)了容量的大幅增加。

另外，如果使用水溶液取代水溶性凝膠，便可在空氣中以0.1A/g的放電率連續(xù)放電20天，其放電容量約為5萬mAh/g(空氣極的單位質(zhì)量)，比原來高一位數(shù)。由于金屬鋰電池的容量原本就比鋰離子電池高一位數(shù)，因此該數(shù)值共比鋰離子充電電池高兩位數(shù)。

現(xiàn)在，由于水溶液的性能較高，而在易用性上凝膠更為出色，科學家們今后需要考慮決定究竟對這兩者中的哪一個進行開發(fā)。

了解到，這種技術(shù)還可考慮與單純的充電電池不同的使用方法。如果不對電池進行充電，而是通過汽車底座更換正極的水性電解液，以卡盒等方式補給負極的金屬鋰，汽車便可實現(xiàn)無需充電等待時間，立即行駛。

而且，通過回收用過的水性電解液，以電氣方式重新生成金屬鋰，還可繼續(xù)作為電池負極燃料循環(huán)使用，避免產(chǎn)生其他污染。鋰-空氣電池可以說是以金屬鋰為燃料的新型燃料電池。

科學家認為，鋰空氣電池的性能是鋰離子電池的10倍，可以提供與汽油同等的能量。鋰空氣電池從空氣中吸收氧氣充電，因此這種電池可以更小、更輕。全球不少實驗室都在研究這種技術(shù)，但如果沒有重大突破，要想實現(xiàn)商用可能還需要10年。[2]

鋁空氣電池

鋁空氣電池，顧名思義就是以鋁與空氣作為電池材料的一種新型電池。它是一種無污染、長效、穩(wěn)定可靠的電源，是一款對環(huán)境十分友好的電池。電池的結(jié)構(gòu)以及使用的原材料可根據(jù)不同實用環(huán)境和要求而變動，具有很大的適應(yīng)性，既能用于陸地也能用于深海，既可做動力電池，又能作長壽命高比能的信號電池，是一款十分強大的電池，有很廣闊的應(yīng)用前景。

鋁空氣電池的化學反應(yīng)與鋅空氣電池類似，鋁空氣電池以高純度鋁Al(含鋁99.99%)為正極、氧為負極，以氫氧化鉀(KOH)和氫氧化鈉(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。

鋁空氣電池的特點：

1、比能量大

鋁空氣電池的實際比能量只達到350～400Wh/kg，這數(shù)值還不及它理論值的5%。但就是這5%不到的比能量也是鉛酸電池的7～8倍、鎳氫電池的5.8倍、鋰電池的2.3倍。

若采用鋁空氣電池的電動車，續(xù)駛里程明顯地提高。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1600km的記錄。

2、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。

3、鋁沒有毒性和危險性

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。

正如所有的事物有其優(yōu)秀的一面也有不足的一方一樣，鋁空氣電池也有不足之處。

雖然它含有高的比能量，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。