铝空气电池在实际应用之中发现的问题
铝空气电池实验报告
一、实验目的1. 了解铝空气电池的基本原理和制备方法；2. 掌握铝空气电池的性能测试方法；3. 分析影响铝空气电池性能的因素。
二、实验原理铝空气电池是一种以铝为阳极，空气中的氧气为阴极的化学电池。
其基本原理是铝在阳极发生氧化反应，氧气在阴极发生还原反应，通过电解液传递电子，从而实现电能的输出。
电池总反应式如下：阳极：Al + 3OH- → Al(OH)3 + 3e-阴极：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-三、实验材料与仪器1. 实验材料：铝片、石墨棒、高岭土、氢氧化钠、蒸馏水、泡沫镍、玻璃管、胶塞、导线、电极连接器等。
2. 实验仪器：电子天平、剪刀、烧杯、玻璃棒、搅拌器、恒温水浴锅、万用表、充电器、放电仪等。
四、实验步骤1. 准备电解液：将一定量的氢氧化钠溶解于蒸馏水中，配制成一定浓度的碱性溶液。
2. 制备铝空气电池：将铝片和石墨棒分别作为阳极和阴极，用玻璃棒将它们固定在玻璃管内，确保电极之间距离适中。
3. 添加电解液：将配制好的碱性溶液倒入玻璃管内，使电解液充满电极间隙。
4. 组装电池：将泡沫镍作为集流体，连接到铝片和石墨棒上，并用胶塞密封玻璃管。
5. 性能测试：将组装好的电池连接到放电仪上，进行放电测试；连接到充电器上，进行充电测试。
五、实验结果与分析1. 放电测试：在放电过程中，电池的电压逐渐下降，放电曲线呈现典型的铝空气电池放电曲线特征。
2. 充电测试：在充电过程中，电池的电压逐渐上升，充电曲线呈现典型的铝空气电池充电曲线特征。
3. 性能分析：通过对比不同电解液浓度、电极材料、电解液添加量等因素对电池性能的影响，分析得出以下结论：（1）电解液浓度对电池性能有较大影响，随着电解液浓度的增加，电池的电压和容量逐渐提高；（2）电极材料对电池性能也有较大影响，石墨棒作为阴极材料时，电池的电压和容量较高；（3）电解液添加量对电池性能有显著影响，适量的电解液添加量可以提高电池的电压和容量。
铝空气电池技术进展及其难题
铝空气电池技术进展及其难题作者：陈清泉来源：《新能源汽车报》2015年第03期近期，以色列Phinergy公司与美铝加拿大公司就其“铝一空气电池”的进一步研发问题签订了联合开发协议。
根据Phinergy公司的相关介绍，其Phinergy铝一空气电池100千克的续航里程可以高达3000英里（约合4800千米），并已经成功进行了搭载试验。
这项协议的签署说明铝一空气电池技术已经在以色列取得了一定突破。
并引起了投资者，尤其是铝业公司的高度关注。
铝一空气电池是由催化空气阴极、电解质和金属铝阳极组成，通过铝摄取空气中的氧，氧化为氧化铝从而释放出电子的一种化学电池。
其实，铝一空气电池作为非充电电池，早在20世纪60年代便已问世。
然而，尽管其具有非常高的能量密度，理论能量比达到8.1千瓦时/千克，但是其较低的放电功率和十分复杂的工艺、装置使其研发一直未能取得重大突破，因此很少受到人们关注。
此次，Phinergy公司表示，铝一空气电池的空气阴极配备的银基催化剂，采用了独特的创新结构，该结构可以使氧气顺利通过，可以将二氧化碳阻隔在外，有效避免电极的碳化问题，其工作寿命也因此可以达到数干小时。
并且，Phinergy宣称其还开发出一种金属铝阳极专有生产工艺，可以提高金属铝的能量利用率，从而大幅提高了铝一空气电池的放电功率。
技术的提高使得铝一空气电池的热度随即升温，甚至有人开始预想用铝一空气电池代替目前的锂离子电池，到时人们只需要每隔几个月更换一次铝板就可以实现电动汽车的能量补充，从而摆脱现有电动汽车续航里程不足、严重依靠充电基础设施的烦恼。
然而，从目前的情况看，铝一空气电池的技术突破还只是阶段性的。
Phinergy公司研发的这种铝一空气电池，在汽车搭载使用中依然需保留锂电子电池，铝一空气电池只是充当锂电池的辅助蓄能电池。
通过铝一空气电池相对较低的放电功率，给锂电池缓慢充电，从而将铝一空气电池高能量密度的特性与锂电池较高的放电功率巧妙地结合起来。
铝空气电池为什么推广不了铝空气电池优缺点
铝空气电池为什么推广不了铝空气电池优缺点铝空气电池的化学反应与锌空气电池类似，铝空气电池以高纯度铝Al（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。
下面小编给大家介绍一下“铝空气电池为什么推广不了铝空气电池优缺点”1.铝空气电池为什么推广不了铝空气电池相关技术有待提升完善，超级电容和国内已有生产厂家比都落后。
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、镍氢电池的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。
2.铝空气电池优缺点优点：1、铝空气电池无毒危险铝对人体本身并不会生成危害，还可以回收利用反复的使用，不污染空气。
铝的原材料多种多样，已具备大范围的铝冶炼厂，成本费用较低。
铝回收利用再生方便快捷，回收利用再生成本也较低。
并且还可以使用更换铝电极的方法，来彻底解决铝空气电池充电比较慢的状况。
2、铝空气电池质量轻在我国开发设计和制造的牵引用动力型铅酸蓄电池的总动能为13.5k瓦每小时，总质量为375kg。
而同样动能的铝空气电池总质量仅45千克，为铅酸蓄电池质量的13%。
重要是因为电池质量很大程度上减轻，机动车辆的整车整备质量也下降，还可以提升机动车辆的装载动能或延长续驶行程。
3、铝空气电池比能量大铝空气电池的理论比能量可以达到8100瓦每小时/千克，2015年的铝空气电池的实际比能量只达到三百五十瓦每小时/千克，但也是铅酸电池的7～8倍、镍氢电池的5.8倍、锂离子电池的2.3倍。
使用铝空气电池后，机动车辆能够非常明显地提升续驶行程缺点：1、当铝和氧气发生反应生成动能时，可用的铝含量会随着放复电而减少。
铝—空气燃料电池发热原因分析及解决方法
铝—空气燃料电池发热原因分析及解决方法陈 星1，马齐林2（1. 中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266000 ；2. 北京北交思远科技发展有限公司 北京 100089）摘 要：铝—空气燃料电池有着安全性高、能量比高、重量轻、环保、放电稳定等优点，被认为是未来很有发展和应用前景的新能源。
但铝—空气燃料电池反应过程中产生大量的热量，导致电池的实际发电效率低，制约其大规模商业的应用。
文章针对铝—空燃料电池的反应机理，对铝 - 空燃料电池的发热原因进行了分析，并对铝—空燃料电池的发热量测试及降低铝—空燃料电池的发热量提出了解决方法。
关键词：铝—空气燃料电池 ；发热量测试 ；发热原因中图分类号：TM911.4 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）01-0215-2收稿日期：2020-01作者简介：陈星，男，生于1983年，汉族，山东淄博人，硕士研究生，工程师，研究方向：磁浮技术、车辆控制、车载电源系统。
1 铝空气电池反应机理铝空气电池反应基本机理为为正极消耗氧气，负极消耗高纯铝（Al）或以铝为主体的金属合金，以氢氧化钾（KOH）或氢氧化钠（NaOH）等碱性水溶液为电解质，在单体中铝与氧气反应的化学能转化为电能，铝和氧作用转化为氧化铝。
在碱性条件的电池反应如下所示。
正极反应为：O 2＋2H 2O ＋4e →4OH -负极反应为：Al+4OH －-3e →AlO 2-＋2H 2O 总反应方程式为：4Al+3O 2+4OH -=4KAlO 2+2H 2O2 发热原因分析2.1 铝空单体铝空单体由正极膜、负极铝合金和强碱电解液构成，金属氧化所产生的化学能转变成电能。
图1 铝空单体电池结构示意图当铝合金的能量完全转化时，铝合金的发电量可达8.1kWh/kg。
但铝跟强碱溶液会在自然条件下发生反应，其中，铝负极跟强碱电解液发生氧化还原反应：这个反应是直接发生且一直存在，过程中会释放大量热能。
铝—空气电池研究现状及应用前景
收稿日期：２０１８－０６－０９ 基金项目：国家自然科学基金项目（２１７０６１９５）；贵州省科技基础研究计划项目（黔科合基础 ２０１６－１１４９）；贵州省教育厅普通 高等学校科技拔尖人才项目（黔教合 ＫＹ字 ２０１６－１０５） 作者简介：郭 雷（１９８７—），男，河南商丘人，博士，教授，主要应用电化学方面的研究。
（２）
正极空气电极通常由气体扩散层、活性催化层和集流体三
部分组成，其反应通常为： Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ＋４ｅ－ ＝４ＯＨ－ 碱性介质中放电总反应为： ４Ａｌ＋３Ｏ２＋４ＯＨ－ ＝４ＡｌＯ２－ ＋２Ｈ２Ｏ 中性介质中的放电总反应为：
（３） （４）
４Ａｌ＋３Ｏ２ ＋６Ｈ２Ｏ＝４Ａｌ（ＯＨ）３
（５）
图 １给出了中性盐介质中铝空气电池的工作机理示意图。
图 １ 中性盐介质中铝空气电池工作原理示意图
２ 铝—空气电池的特性
铝空气电池的负极活性材料是含量丰富的金属铝，正极活 性物质是空气中 的 氧 气，正 极 容 量 可 视 无 限 大，而 且 铝 空 气 电 池的废弃产物可 进 行 回 收 循 环 利 用，这 大 大 降 低 了 电 池 成 本。 铝空气电池的负电极是铝金属材料，在使用的过程中可以不断 地更换，因此铝空 气 电 池 寿 命 的 比 一 般 的 电 池 寿 命 要 长，一 般 能够达到 ３～４年的时间。铝空气电池具有质量轻的特点，同 样能量的铝空气电池总质量仅为铅酸蓄电池质量的 １２％，可以 很好的运动到汽车行业中，能很好的减少车身重量［３］。
ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆＡｌｕｍｉｎｕｍ －ａｉｒＢａｔｔｅｒｉｅｓ
ＧｕｏＬｅｉ，ＷｕＭｉｎ，ＨｅＪｉａｎｃｈｅｎｇ，ＷａｎｇＭａｏｌａｎ，ＬｉＣｈａｎｇｚｈｅｎ，ＸｕＣｈｅｎ
铝空气电池工作原理_铝空气电池致命缺点
铝空气电池工作原理_铝空气电池致命缺点展开全文铝空气电池工作原理铝空气电池的化学反应与锌空气电池类似，铝空气电池以高纯度铝Al（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。
铝空气电池构造特点在单体电池中以铝（Al）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。
铝空气电池主要特点（1）比能量高。
铝空气电池是一种新型高比能电池，理论比能量可达到8100Wh/kg目前研发的产品已经能达到300-400Wh/kg，远高于当今各类电池的比能量。
（2）比功率中等。
由于空气电极的工作电位远离其热力学平衡电位，其交换电流密度很小，电池放电时极化很大，导致电池的比功率只能达到50-200W/kg。
（3）使用寿命长。
铝电极可以不断更换，因此铝空气电池寿命的长短取决于空气电极的工作寿命。
（4）无毒、无有害气体产生。
电池电化学反应消耗铝、氧气和水，生成Al2O3·nH2O，可用于干燥吸附剂和催化剂载体、研磨抛光磨料、陶瓷及污水处理的优良沉淀剂等。
（5）适应性强。
电池结构和使用的原材料可根据实用环境和要求而变动，具有很强的适应性。
（6）电池负极原料铝廉价易得。
相比于其他的金属，金属铝的价格比较低，金属阳极的制造工艺比较简单。
铝空气电池致命缺点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。
正如所有的事物有其优秀的一面也有不足的一方一样，铝空气电池也有不足之处。
虽然它含有高的比能量，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。
影响铝空气电池的原因
铝空气电池是一种具有应用前途的电池，但受到多种因素的影响。
首先，铝空气电池的电解液一般使用强碱性电解液，因为电池的放电产物在中性及弱碱性溶液中极易生成沉淀，絮凝状沉淀会堵塞在电池内部无法排出，影响电池的放电性能。
同时，强碱性电解液的使用也会导致铝金属腐蚀，缩短电池的寿命。
其次，铝电极需要不断更换，因为铝氧化膜破坏易导致产生大量氢气，且铝电极需要不断更换。
这些问题限制了铝空气电池的发展。
此外，铝电极的制造工艺也是影响铝空气电池性能的因素之一。
由于纯度高达99.99%的高纯度铝制造难度大，成本高，且贵金属催化剂的使用也会增加成本。
这些因素导致铝空气电池难以随着产量规模的增加来降低成本。
综上所述，要克服铝空气电池在实际应用中面临的挑战和限制，需要综合考虑电解液、电极材料、制造工艺等因素的影响。
通过不断的研究和改进，有望推动铝空气电池的发展和应用。
铝空气电池低温放电
铝空气电池低温放电
铝空气电池是一种新型的锂电池，它的电极材料是铝，电解液是空气中的氧气。
它的工作原理是通过氧化铝的反应来释放能量。
铝空气电池在低温下放电时可能会出现以下问题：
1. 电流输出减弱：低温会使电池内部化学反应速率降低，导致电流输出减弱。
这可能会导致设备无法正常运行或无法提供足够的能量。
2. 电池寿命减少：低温下，电池内部的反应速率会减慢，导致电池容量逐渐减少。
这会缩短电池的使用寿命，需要更频繁地更换电池。
3. 冻结问题：低温下，电池内的电解液可能会冻结，导致电池无法正常工作。
这需要特殊设计以避免冻结问题，如添加抗冻剂或采用特殊材料。
为了解决这些问题，可以采取以下措施：
1. 优化电池设计：设计电池结构和材料，以便在低温下提供更好的性能。
例如，对电池电解液进行改良，增加其适应低温的能力。
2. 加热系统：在低温环境下，可以通过加热系统来提高电池的工作温度，以增加电池的性能和输出能力。
3. 抗冻剂：添加特殊的抗冻剂来防止电池电解液在低温下冻结。
总之，铝空气电池在低温下放电时可能会遇到性能下降和冻结等问题，但通过优化设计和采取适当的措施，可以改善铝空气电池在低温环境下的性能。
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铝空气电池在实际应用之中发现的问题
☉◇铝空气电池参考资料◇☉
铝空气电池作为动力电池主要存在问题
铝电池商业化应用的明显技术缺陷是铝在空气或水溶液中易钝
化且在强碱性溶液中腐蚀速率较大，严重降低了铝阳极效率。
因此电极的活化和抗腐蚀性能的提高是铝阳极研究过程中需要解决的主要
问题。
在大电流密度工作条件下，由于内阻高，不能满足动力电源的电性能要求，阻碍了铝阳极材料的应用。
在高功率输出时发热严重，必须配备热量输出系统，因而增加了系统的复杂性。
大功率铝空气电池组必须有良好的通风，保持通透的一致性，如增设供氧系统，效果会改善，这又会增加系统的复杂性。
在颠簸的路面运行时，能够提供的电能也有一定幅度波动。
如何确保电池不漏液，也是一个严重问题。
上述问题和复杂性是长期以来阻碍该技术大规模推广应用的瓶颈。
又比如，该电池实际应用中的体积比能量一般只有100-150Wl/L，与铅酸蓄电池相当。
系统能否长期稳定运行依然不确定。
但是铝空气电池在中国用于海上航标灯却非常适合！！
1991年，中国首创以铝－空气－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，如锌锰电池、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，镍镉电池等。
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%的溶解氧，为获得这部分氧，科学家把正极制成仿鱼鳃的网状结构，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。
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，其能量比原来的干电池高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了作。
海洋电池，以海水为电解质溶液，不存在污染，已经成为海洋用电设施的能源优选之一。