登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
铝-空气燃料电池的理论比能量可达8100Wh/kg,具有成本低、比能量密度和比功率密度高等优点。作为一种特殊的燃料电池,铝-空气电池在军事、民用、以及水底动力系统、电信系统后备动力源和便携式电源等应用方面具有巨大的商业潜力。
金属空气电池概述
锂离子电池拥有较高的比能量,是目前研究较成熟且已经大规模商用的二次电池,但是近几年来,面对移动电子设备和电动汽车等领域的巨大发展,锂离子电池已难于满足其大容量的需求,特别是对能源依赖性很强的动力电池体系。因此,拥有比锂离子电池比容量大几倍的金属空气电池应运而生,比如锌空气电池、铝空气电池、镁空气电池、锂空气电池等。
由于这类电池的正极活性物质主要来源于空气中的氧气,理论上的正极活性物质的量是无限的,所以电池理论容量主要取决于负极金属的量,这类电池拥有更大的比容量。
其中,铝-空气燃料电池的理论比能量可达8100Wh/kg,具有成本低、比能量密度和比功率密度高等优点。作为一种特殊的燃料电池,铝-空气电池在军事、民用、以及水底动力系统、电信系统后备动力源和便携式电源等应用方面具有巨大的商业潜力。
铝空气电池结构和原理
从现有的研究成果和电池特性来分析,铝空气电池具有如下特点:
(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。
铝阳极(负极)
铝(Al)是一种理想的电极材料,金属铝的理论能量密度为8.2W˙h/g,在常见金属中,仅次于锂的13.3W˙h/g,电极电位较负,是除金属锂以外质量比能量最高的轻金属电池材料。铝空气电池的质量比能量实际可以达到450Wh/kg,比功率达到50~200W/kg。具有理论容量高、消耗率低、质量轻、电位负、资源丰富及易于加工等优点,得到广泛研究。
但是由于铝是一种很活泼的两性金属,目前铝阳极的发展还受到以下几个问题的影响。
(1)铝表面有一层钝化膜,影响了铝的电化学活性。
(2)铝是一种两性金属元素,这就决定了它在强碱性环境下易析氢腐蚀,影响电极电位,产物浮着在电解液中影响整个电化学反应的进行。
(3)空气电池独特的半开放的体系,使空气电极容易受到外界湿度的影响,发生铝阳极的“淹没”或“干涸”,甚至“爬碱”或“漏液”,现象从而对整个空气电池的结构造成破坏。为了解决上述问题,国内外学者从以下三个方面进行了研究:
1、铝阳极合金化
工业级铝(99.0%)含有较多的杂质,如铁(0.5%)、硅、铜、锰、镁和锌等,会使相界面处铝的析氢腐蚀加剧,特别是铁会与铝形成局部原电池,导致电化学腐蚀成倍增加。可向铝中加入既能提高化学活性、又可提高耐腐蚀性的合金成分。
铝合金合金化需要加入的元素所需要满足的条件有:①合金元素的熔点要低于金属Al;②在Al中固态饱和度较高;③电化学活性高于Al;④在电解质中溶解度较高;⑤具有较高的析氢过电位。此外,将阳极金属加工成超细晶材料,可进一步提高阳极效率。
2、电解液中加入缓释剂
由于阳极合金化有一定的成本问题所以人们经常会选择在电解液中加入一些缓释剂来保证铝空气电池的性能。一些羧酸类、胺类、氨基酸类缓释剂及其对铝腐蚀的抑制效率如表1所示:
研究者们使用天然物质作金属铝腐蚀的抑制剂,实验证明有机胺类、吡咯等对铝的腐蚀有明显的抑制作用。通过向强碱电解质中添加有机物、水溶性化合物来研究铝金属阳极的电化学行为降低铝的腐蚀速度,进而提高铝空气电池的性能。
3、热处理工艺
热处理通过改变铝合金中微量元素的分布和合金表面的微观结构,来影响合金性能,属工艺学的研究范畴。通过适合的正交实验可找到最佳的热处理工艺。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
对于铝空气电池,基础设施要求很少。目前的系统是为手动换电池而设计的,基于重量小于5公斤的模块。未来,通过购买铝空气电池适配器,客户还可以将XEV转变为锂铝空气混合动力车。
空气电池是一种特殊的燃料电池,它以金属为燃料,通过与空气中的氧气发生化学反应产生电能。由于氧气可以无限量供应,理论上空气电池的蓄电量可以达到锂离子电池的5至10倍,有“终极蓄电池”之称。制作空气电池可选用的原料比较多样,已经取得研究进展的空气电池主要有铝空气电池、镁空气电池、锌空气
日媒称,日本企业陆续研发大幅提高空气电池使用寿命的技术,使用寿命是有“终极蓄电池”之称的空气电池的最大课题。富士通旗下的FDK公司开发的氢-空气燃料电池有望3年后实现实用化。日本电信电话公司(NTT)试制出使用寿命较长的锂空气电池。报道里声称:空气电池不仅轻便,而且性能高,各种设备需要收集
1月20日,云铝股份在投资者互动平台表示,公司参股公司云南创能斐源金属燃料电池有限公司(以下简称“创能斐源”)正在推进铝空气电池产业化项目,公司与铝空气电池研发、生产相关的机器设备及知识产权对参股公司创能斐源出资1,000万元。目前创能斐源项目在积极推进中。2018年2月27日晚间,云铝股份发
近年来,新能源汽车一直备受关注,与传统燃油汽车相比,新能源汽车有着绿色、节能等优点,但在大家的印象中,它的性能与燃油汽车还存在一定的差距。其实,随着新能源汽车技术的不断升级,特别是电池动力不断提升下,新能源汽车的性能已经逐渐追赶上了燃油汽车。(文章来源:微信公众号“科技日报”ID:
从外媒获悉,目前全球锂离子电池的能量密度正以每年8%左右的速度增长,如果按照这样的速度增长下去,大约10年后,它们将接近汽油的能量密度。在电池技术的发展中,还有一种电池能够与汽油媲美。那就是铝空气电池而且它比锂离子电池更轻、更便宜,影响其发展的最大因素是它会腐蚀。最近一个新的研究小组
据外媒报道,韩国蔚山国际科学技术研究所(UlsanNationalInstituteofScienceandTechnology)的研究人员利用此类新型催化剂研发了一款铝空气电池,该电池可解决现今电动汽车(EV)电池技术的常见问题,让电动汽车车主拥有续航里程更高、且可更换的电池组,无需慢慢充电。与现有锂离子电池相比,该新型电池具
9月26日下午,曲靖经济技术开发区和云南创能斐源金属燃料电池有限公司举行300MW铝空气电池项目签约仪式,300MW铝空气电池项目正式落户曲靖经开区,这标志着我市的绿色能源产业迈出了更加坚实的步伐。省委常委、市委书记李文荣在签约仪式上讲话时指出,曲靖当前正处于爬坡过坎、滚石上山、负重前行的关
记者从中科院宁波材料所获得最新消息,该所研究团队已研制出基于石墨烯空气阴极的千瓦级铝空气电池发电系统。通过实际演示显示,该电池系统可同时为一台电视机、一台电脑、一台电风扇以及10个60瓦照明灯泡同时供电,初步验证了铝空气电池系统的发电供电能力,是新能源和新材料领域的一项重大突破。据浙
近日,记者从中科院宁波材料所官方网站获悉,该所研究团队成功研制出基于石墨烯空气阴极的千瓦级铝空气电池发电系统,准备近期推动金属空气电池产业化。啥是金属空气电池?简单说,就是一种将金属材料的化学能直接转化为电能的化学电源。金属空气电池具有能量密度高、价格低廉、资源丰富、绿色无污染、
为了满足不断发展的智能电网、移动通讯、电动汽车和应急救灾的需要,迫切需要开发能量高、成本低、体积小、寿命长的新型化学电源。金属空气电池(也称为金属燃料电池)是一种将金属材料的化学能直接转化为电能的化学电源。金属空气电池具有能量密度高、价格低廉、资源丰富、绿色无污染、放电寿命长与安
北极星储能网获悉,4月3日,瑞泰新材在回复投资提问时表示,公司的锂离子电池电解液添加剂以锂盐类添加剂为主,包括双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)以及三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)等,锂离子电池电解液添加剂现有产能共计487.5吨。公司与国内外多家固态电池企业均有合作,将
北极星电池网获悉,多氟多日前在机构调研时表示,公司是较早进行钠离子电池材料研发并逐渐形成一体化产业布局的企业之一,六氟磷酸钠供应大部分钠离子电池电解液企业,客户涵盖多家主流钠离子电池和电解液厂商。未来随着钠离子电池技术的发展和进步,公司六氟磷酸钠将会得到更广泛的应用。目前公司已完
北极星电池网获悉,3月27日晚间丰山集团发布股票交易异常波动公告称,公司股票交易连续三个交易日(2024年3月25日、2024年3月26日、2024年3月27日)收盘价格涨幅偏离值累计超过20%,根据《上海证券交易所交易规则》的有关规定,公司股票交易属于异常波动的情况。丰山集团表示,经公司自查并向控股股东
北极星储能网获悉,龙佰集团3月20日在回复投资者提问时表示,公司拥有的多个大型钒钛磁铁矿,储量巨大,具有丰富的钒资源。公司800吨/年废酸提钒项目已达标达产并实现对外销售。钒钛铁精矿碱性球团湿法工艺年产3万吨五氧化二钒创新示范工程目前正在推进中。公司看好钒电产业的未来发展,已经开始着手研
北极星储能网讯,近日,有投资者在互动问答平台询问海科新源子公司湖北宜昌占地1010亩投资105亿生产电解溶剂及添加剂等;是否已经投产?就目前进度能够为公司带来多少产能?海科新源回复:湖北25万吨电解液溶剂项目已建成投产,目前装置正常运行,1.27万吨添加剂项目正在建设中。
北极星储能网讯,近日,天赐材料发布《关于液体六氟磷酸锂产线停产检修的公告》。根据公告显示,公司计划于2024年3月11日开始对年产3万吨液体六氟磷酸锂产线进行停产检修,预计检修时间不超过30天。据了解,六氟磷酸锂是电解液成分最重要的组成部分。
北极星储能网获悉,3月5日,多氟多公告,董事会同意子公司在韩国设立合资公司,合资公司拟投资总额约为1300亿韩元(约7.01亿元人民币)。根据公告,多氟多子公司HFRNEWENERGYPTE.LTD与SoulbrainHoldingsCo.,Ltd.(以下简称“SBH”)设立合资公司(英文名称为S6FNEWENERGYCo.,Ltd.,暂定名),投资总额为1
北极星储能网获悉,瑞泰新材3月5日在回复投资者提问时表示,公司主要产品锂离子电池材料的最重要应用为新能源汽车电池和锂离子储能电池,这两种应用分别属于国家发展和改革委员会《绿色产业指导目录(2023年版)》(征求意见稿)中“节能降碳产业”和“清洁能源产业”的相关范畴;公司锂离子电池电解液
北极星储能网获悉,2月6日,安徽荻港海螺3MW/18MWh全钒液流电池电解液租赁服务中标结果公告。公告显示,安徽海螺洁能科技有限公司中标该项目,中标金额:1386000元/年。招标文件显示,文件明确采购需求:(1)提供3MW/18MWh全钒液流电池电解液的租赁服务;(2)维护和保证钒电池电解液的正常使用等。最
近日,大连化物所催化基础国家重点实验室无机膜与催化新材料研究组(504组)杨维慎研究员和朱凯月研究员团队在锌离子电池电解液研究方面取得新进展,揭示了电解液中水含量对正负极界面动力学和可逆性的影响,发现通过适当的调控电解液中的水含量,可以打破锌离子电池中高容量和长寿命难以兼得的限制,
北极星储能网获悉,1月16日,湖北安陆市“中部钒都”全产业链基地建设战略合作协议签约仪式暨武汉科技大学安陆钒产业研究院开工仪式举行。会上,安陆市委常委、副市长徐保成与海南美盛集团董事总经理、湖北美盛矿业有限公司董事长林栋,湖北工建集团党委委员、常务副总经理陈常青,大力储能技术湖北有
据长沙工信消息,4月18日,位于宁乡高新区的湖南阿斯米新材料有限公司自主研发的万吨级锂离子电池负极前驱体生产线正式启动,这是全球首台套万吨级锂离子电池负极前驱体连续自动化生产线。据了解,阿斯米公司投资30亿元建设锂离子电池石墨负极材料生产及相关设备制造基地项目,一期投资8亿元,设计年产
北极星储能网获悉,据延安招商局消息,4月22日,延安市首个锂离子电池储能项目在黄陵县举行签约仪式。该项目由上海润雅鸿真能源有限公司全资建设,总公司为天津润雅科技股份有限公司。本次签约项目位于黄陵县高新区技术产业园,总建设用地面积60亩,配置容量为300MW/600MWh的磷酸铁锂储能系统,配套一
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国小软包锂离子电池行业发展白皮书(2024年)》。白皮书数据显示,2023年全球小软包锂离子电池出货量54.8亿只,同比下滑2.6%,已经连续两年同比下滑。EVTank表示,全球小软包电池出货量的下滑叠加价格的下跌导致整个行业的市场规模在2023年同比下
日前,合康新能在在互动平台上表示,公司目前没有研发储能锂离子电池。
天力锂能4月16日在投资者互动平台表示,公司2023年研发投入占比接近往年水平,暂未研发锂硫电池。
北极星电池网获悉,据八闽国资消息,近日,宁德70000吨锂离子电池正极材料(CD车间)项目主体结构封顶仪式顺利完成。该项目是福建省重点项目,总投资24.45亿元,主要建设C、D两幢车间及相关配套,项目建成投产后,预计可年产7万吨锂离子电池正极材料。
得益于电池技术不断提升,以及中高端新能源乘用车车型增多,新能源汽车电池包容量越做越大正成为趋势。电池中国观察到,近段时间,国内多款热门中高端新车均搭载了70kWh-150kWh带电量的“大”电池包,纯电续航里程超600公里,甚至1000公里。这意味着“大”电池包已成为中高端新车标配,(超)长续航也成
北极星电池网获悉,据贝特瑞消息,4月8日上午,贝特瑞地中海年产5万吨锂离子电池正极材料项目在摩洛哥丹吉尔科技城举行开工仪式。贝特瑞地中海公司董事长杨顺毅,贝特瑞地中海公司总经理杨平州,丹吉尔地中海港集团服务板块董事长/摩洛哥丹吉尔科技城(SATT)总经理JaafarMrhardy,SATT常务副总经理/CR
4月9日,宁德时代德国图林根工厂获得了大众汽车集团模组测试实验室及电芯测试实验室双认证,成为全球首家获得大众集团模组认证、欧洲首家获得大众集团电芯认证的电池制造商(全球首家获得大众集团电芯认证的电池制造商为宁德时代集团总部)。此次认证,是国际一流车企对宁德时代测试验证能力,以及技术
在全球绿色能源和技术的发展浪潮下,我国电源结构持续优化,可再生能源发电装机规模屡创新高。目前,我国已建成了世界上最大的清洁电力供应体系,在全球清洁能源技术价值链中发挥着核心作用。不同于传统能源的是,可再生能源存在着供应不稳定的特点。不同地区、气候下的能源供需存在巨大的差异,在传统
2024年4月7日,为做好电动自行车废锂离子电池回收处置工作,提升电动自行车全链条管理水平,工业和信息化部节能与综合利用司组织召开电动自行车废锂离子电池回收体系建设座谈会,部分地方工业和信息化主管部门、自行车协会及电动自行车生产企业有关人员参加会议。会上,地方工信部门介绍了本地区在推动
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!