解析鋁空氣電池的“演化”
鋁空氣電池是金屬空氣電池的一種，這種電池號(hào)稱是一種“僅加加水，就能續(xù)航3000Km”的怪物電池，能夠把市面上現(xiàn)存的電池都虐成渣！事實(shí)真的如此嗎？接下來(lái)，我們就對(duì)鋁空氣電池技術(shù)進(jìn)行解析。
續(xù)航3000km的鋁空氣電池技術(shù)解析
1、鋁空氣電池原理
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(shí)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，鋁和氧作用轉(zhuǎn)化為氧化鋁。
2、鋁空氣電池的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)
鋁空氣電池的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：
①比能量大，鋁空氣電池的理論比能量可達(dá)8100Wh/kg；
②質(zhì)量輕，同樣能量的鋁空氣電池總質(zhì)量?jī)H為鉛酸蓄電池質(zhì)量的12%；
③無(wú)毒危險(xiǎn)，可以回收循環(huán)使用；
④鋁原材料豐富。
鋁空氣電池的劣勢(shì)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(lái)防止鋁空氣電池工作時(shí)的過(guò)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。
3、鋁空氣電池發(fā)展簡(jiǎn)史
鋁空氣電池的問(wèn)世到現(xiàn)在也有70多年了，現(xiàn)在就簡(jiǎn)單總結(jié)一下國(guó)內(nèi)外這種電池的“演化”。
4、國(guó)內(nèi)外鋁空氣電池產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀
2015年，美國(guó)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(chē)場(chǎng)展示了裝配有100公斤重鋁空氣電池的賽車(chē)可行駛1600公里的世界紀(jì)錄，許多媒體都做出“鋁空氣電池是傳統(tǒng)電池秒殺者”的報(bào)道。
目前國(guó)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(guó)動(dòng)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(yáng)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(jià)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(shí)產(chǎn)權(quán)的電池制造核心技術(shù)。其開(kāi)發(fā)的鋁空氣電池具有功率密度高、比能量高、壽命長(zhǎng)、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、安全、成本低等特點(diǎn)，研制出了100W、200W、500W、1kW、3kW、5kW等不同功率等級(jí)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(wàn)臺(tái)/年電源產(chǎn)品的生產(chǎn)能力。
中國(guó)動(dòng)力與PHINERGY成立合資公司，計(jì)劃在大巴、旅游車(chē)、物流汽車(chē)及運(yùn)動(dòng)型多用途汽車(chē)等電動(dòng)車(chē)型推廣鋁空氣電池。
另外，北京大學(xué)-臺(tái)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(guó)前列，并開(kāi)始實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。該公司已與吉利汽車(chē)研究院合作，并在吉利熊貓車(chē)上進(jìn)行了路試，目前為止，該公司是國(guó)內(nèi)唯一一家可以使用鋁空氣電池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)而續(xù)航里程遠(yuǎn)大于采用鋰電池的公司。
2016年11月8日，德陽(yáng)東深新能源科技有限公司1000臺(tái)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(yáng)鐵塔基站備用電源，代替原來(lái)的柴油發(fā)電機(jī)和鉛酸電池。據(jù)悉，這是全國(guó)首次鋁空氣電池的商業(yè)化推廣。
5、鋁空氣電池前景
國(guó)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(rèn)為鋁空電池目前要實(shí)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(wèn)題是影響金屬空氣電池走向市場(chǎng)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(shí)驗(yàn)室階段。
第二，國(guó)內(nèi)現(xiàn)在還不具備鋁空氣電池商業(yè)化的條件�，F(xiàn)在國(guó)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(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。
當(dāng)然鋁空氣電池的優(yōu)勢(shì)擺在那里，無(wú)論是那嚇人的能量密度，還是安全性，環(huán)保性都具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，所以用一句話概括就是“前景是光明的，道路是曲折的”。
