【铝电池】铝电池的主要分类 铝电池产业难题与对策

【铝电池】铝电池的主要分类 铝电池产业难题与对策

主要分类

铝是理想的阳极材料，目前有多种铝电池，例如：

AL/空气型

AL/空气型电池是一种新型高比能电池,铝以其独特的优势，将成为金属/空气电池阳极的首选材料。

AL/空气型电池中，铝合金负极在电池放电时不断消耗，并生成AL(OH)3；正极是多孔性氧电极。电池放电时，从外界进入电极的氧(空气)发生电化学反应，生成OH。从可充电性来看，该电池可分为一次电池和机械可充的二次电池（即更换铝负极)，电解液可分为中性溶液(NaCI或NHC1水溶液或海水)和碱性溶液。

Al/空气型电池可设计成应急电源、电动车用电源以及信号电源等。作为推进器用一次电源，具有高达300-400Wh/kg的实际比能量，远高于其他金属/空气电池J。电池结构和使用的原材料可根据实用环境和要求而变动，具有很大的适应性。但其组装的复杂性可能会阻碍其发展，通过合理的工艺改善其电池结构，提高其性能，将使得铝/空气电池取得进一步的发展。

熔盐铝型

铝在高温条件下具有较高电负性，是理想的熔盐体系电池电极材料。与水溶液电解质相比，熔盐电解质的优点主要为有高的电导率，低的极化率和高分解电势。而且铝在熔盐电解质中可发生电化学沉积，故可开发为铝二次电池。铝熔盐二次电池具有较高能量密度，但电池工作电压不高，且充电过程中铝容易形成铝支晶导致循环充放电性能不佳，过分的依赖于熔盐的组成。熔盐电解质需要高温或对环境要求苛刻，且成本较高难于维护，限制了铝二次电池的发展。

除此之外，还有其他铝电池，包括AL/AgO、AL/MnO2、Al/H2O2、Al/S、AL/MnO4、AL/Ni、AI/KFe(CN)6等。

铝电池产业化的难题与对策

铝电池虽研究较多，但却没有一种能真正实现工业产业化，究其原因有三点 ：

(1)铝容易形成致密的氧化膜，使铝电极电位迅速下降；

(2)铝较活泼且是两性元素，容易与介质发生严重析氢反应；

(3)碱性介质中，铝阳极成流反应和腐蚀反应产物均为AI(OH)3，不但降低电解质电导率而且增加铝阳极极化，使得铝电池性能恶化，生成的胶状AI(OH)3在无催化剂条件下很难转化为可溶于水的AI(OH)4-。

当前解决上述问题一般从以下三点出发：

(1)从铝合金本身出发，添加合金元素如In，Mn，Mg，Zn，Ga，Sn，T1等，改善铝合金阳极性能，使得铝在反应介质中得到活化；

(2)从反应介质出发，在反应介质中加入可降低铝阳极析氢速率的添加剂；

(3)从电池体结构出发，改善电池透气和排液结构，或设计为电解质循环结构。