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，以氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液為電解質(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。在單體電池中以鋁為負(fù)極、氧為正極，在鋁空氣電池兩側(cè)有一對(duì)輔助空氣電極，作為鋁空氣電池正極，在工作時(shí)只消耗鋁和少量的水。

鋁空氣電池工作原理

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

鋁空氣電池特點(diǎn)

1、比能量大

鋁空氣電池的理論比能量可達(dá)8100Wh/kg，2014年的鋁空氣電池的實(shí)際比能量只達(dá)到350Wh/kg，但也是鉛酸電池的7～8倍、鎳氫電池的5.8倍、鋰電池的2.3倍。采用鋁空氣電池后，車輛能夠明顯地提高續(xù)駛里程，國(guó)外有關(guān)資料介紹，美國(guó)加利福尼亞州在使用鋁空氣電池的電動(dòng)汽車上，有過只更換一次鋁電極續(xù)駛里程達(dá)1600km的記錄。

2、質(zhì)量輕

我國(guó)開發(fā)和研制的牽引用動(dòng)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?jī)H45kg，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(zhǎng)續(xù)駛里程。

3、無毒危險(xiǎn)

鋁對(duì)人體不會(huì)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。

雖然鋁空氣電池含有高的比能量，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(shí)的過熱。

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)來防止鋁空氣電池工作時(shí)的過熱。

鋁空氣電池到底靠不靠譜

1、電池能量密度比較

作為電池，能量密度比自然是一個(gè)比較重要的衡量指標(biāo)。據(jù)測(cè)鋁空氣電池的能量密度可以達(dá)1300~2000Wh/kg，鋰電池普遍在200-300Wh/kg左右甚至更加低。撇開電池倍率性能，穩(wěn)定性等其他指標(biāo)不談。在能量密度上比較，鋁空氣電池的確是比鋰電池要好上一大截。

2、安全性比較

相信大家時(shí)不時(shí)都會(huì)在新聞上看見有如此的報(bào)道——某某某手機(jī)在充電時(shí)發(fā)生爆炸。可以說，安全性的問題，鋰電池的表現(xiàn)一直為人詬病。鋰電池之所以會(huì)燃燒，就是因?yàn)橛玫碾娊赓|(zhì)是有機(jī)物，遇到氧氣、水就會(huì)放熱，溫度一高就燒了。但是鋁空氣電池用的是水溶液作為電解質(zhì)，整一塊鋁空氣電池分解開來，就是金屬加上水加上鹽的組合。想燒起來都難。

3、實(shí)用方便性

鋁空氣電池，實(shí)質(zhì)是一次性電池。只要電量用光了，再更換一個(gè)負(fù)極就可以繼續(xù)使用。不同于鋰電池的充電，就小編來說，其實(shí)能夠一次性更換電池這個(gè)做法也是挺省時(shí)方便。而且配合鋁空氣電池的高比能量，換一塊電池或者等于鋰電池充3次電。

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場(chǎng)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(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、物流汽車及運(yùn)動(dòng)型多用途汽車等電動(dòng)車型推廣鋁空氣電池。

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，并開始實(shí)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(jìn)行了路試，目前為止，該公司是國(guó)內(nèi)一家可以使用鋁空氣電池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車而續(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鐵塔基站備用電源，代替原來的柴油發(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。

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。

靠前，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(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。現(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(shì)，所以用一句話概括就是“前景是光明的，道路是曲折的”。