2.2AAB的性能特点
    1）比能量高。参与电极反应的单位质量的电极材料放出的电能大小称为该电池的比能量，单位比能量用Wh/kg来表示。铝空气电池的理论比能量可达8 100 Wh/kg，虽然低于锂电池，但新工艺新材料全新的电池管理系统，作为非充电电池彻底解决了以前金属空气电池充电时间长、续航时间短的难题。
    2）质量轻。我国以往开发和研制的牵引用动力型铅酸蓄电池的总能量为13.5 kWh，总质量为375 kg。而同样的铝空气电池总质量仅45 kg，是铅酸电池的12%。由于电池质量大幅度减轻，降低了车辆整体质量，提高车辆装载能力，延长了续航里程。
    3）无毒害危险。铝对人体不会造成伤害，并可循环回收利用，不污染环境。
    4）安全运行，稳定性、经济性好。先进的智能电子电化学技术解决了安全性、稳定性。铝的原材料资源丰富，已具有大规模冶炼电解铝厂，生产成本相对较低。铝的再生回收方便，回收再生的成本较低。更换铝板电极，解决空气电池充电慢的问题。
    铝空气电池有较高的比能量，但比功率较低，充电放电速度相对缓慢，电压滞后，自放电率较大，需采用热管理系统来防止铝空气电池工作时的过热。
    由电极、电解液、催化剂等组成的实用商品化的电源，需实现电化学智能化系统的过程管理，必须做到：①输出电流电压平稳，确保金属电极表面不沉积氧化物，能与电解液充分接触，使金属电极表面一直趋于最佳电化学状态；②实现放电的自动控制，以充分提高电池使用寿命；③排出的废料在外部回收，电池的活性物质可再生、循环使用；④现行的结构模式是用更换铝板阳极来实现“充电”，必须有精巧方便的机构确保其快捷安全地实施；⑤强碱性电解液系氢氧化物，需确保安全管控。
    2.3金属空气电池
    全球能源日趋匾乏，科学家早在20世纪中叶就探索燃料电池作为高效洁净的新能源领域的开发热点，金属空气电池20世纪60年代就由美国的Zaromb证明其技术可行性。从而，以锌或铝等金属作为阴极活性物质，以空气中的氧气作为阳极活性物质，开发各型金属空气电池。其原理是氧气可以源源不断通过气体电极扩散到达电化学反应界面，与金属铝（或锌等）反应而释放出电能，充分发挥燃料电池的优点。金属空气电池原材料在自然界存量丰富，性价比高，完全无污染，是面向21世纪的绿色能源。
    金属空气电池早期仅致力于电视广播、航海航标灯、矿井照明等电源的应用研究。20世纪70年代末，美国能源部曾投资数百万美元支持劳伦斯一利佛莫国家实验室（LLNL）研制替代内燃机的金属空气电池。20世纪80年代初，LLNL， Elecrodynamics和陶（Dow）化学公司等联合组成Voltek公司。第3年终于开发出实用化的动力型金属／空气燃料电池系统VoltekA-2，是世界上第1个用来驱动车辆的铝空气燃料电池系统。20世纪80年代，挪威国防研究所、美国水下武器研究中心和加拿大的AluminumPower公司着手探索将铝空气电池用于UUV（无人水下航行器）、DSRV（深海救援艇）和AIP（混合型柴电潜艇）的可能性。加拿大Aluminum Power公司采用合金化的铝阳极和有效的空气阴极，将其发展成为安全可靠的电池体系，能量密度在240～400 Wh/kg，功率密度达22.6 W/kg。
    国内研究铝空气电池的单位有哈尔滨工业大学、武汉大学、天津大学和北京有色金属研究院等，各取得不同的进展和成果。关注超高的能量比，引导许多金属空气电池的研究团队把着力的重点瞄准锂空气电池。但真正的突破还是今年Alcoa和Phinergy公司的产品—以高纯度铝Al（含铝99.99%）为阳极，空气为阴极，KOH或NaOH的水溶液为电解质。
    许多金属可用来研制金属空气能电池。图5为各种金属空气电池的比能量图。表1列出各种金属空气电池的开路电压和比能量值。



    图6的金属空气电池原理结构图有助于我们较直观理解当前金属空气电池的一般原理结构。图6中的“X基氧化物”表达某一种催化剂，如锂空气电池采用的催化剂是锰基氧化物。

    图7为现行的锂电池原理图，该图形象地介绍了一款空气极板具有众多微孔或称海绵状的结构，表达了氧分子从充满微孔“泡沫状”的镍板进入电池中的情形。

    电池中氧气是无法储存的，锂空气电池不包含氧的比能量理论值为11 140 Wh/kg（合40.1 MJ/kg），见表1，比较汽油的比能量值44MJ/kg，已是相当接近了。
   2.4铝空气电池的应用
    除应用在电动车辆行业中巨大的应用前景外，金属空气电池还能应用在固定能源，如医院、数据中心、商贸应急电源、移动房屋、无人驾驶车辆及诸多国防用途。铝空气电池具有可持续、高能量密度等特点，前景十分广泛。位于宾夕法尼亚州匹兹堡的美国铝业公司技术中心是世界最大的轻金属研究机构。掌握该项核心技术的Alcoa和Phinergy目前正踌躇满志高歌猛进，这一领域也是需要我们急起直追，尽早掌握拥有铝空气电池自主知识产权的专利和核心机密。
电子等技术不断创新和应用，极大推动电动车辆电源的飞速发展，多种技术方案相互借鉴相互促进，在相互赶超中不断取得突破性的进展。除在各项指标上皆领先的金属空气能电池外，目前世界各地在开发的，有代表性的，还有下述6种。
    1）石墨烯电池与超级电容器结合。以英国曼彻斯特大学国家石墨烯研究所为代表，研究人员以石墨烯作为添加剂，探索减小电池尺寸与质量并扩展电池寿命。
    2）博世公司企图从2个步骤改进锂离子电池，大幅度提高电池单元能量密度，由当前130 Wh ，2016年达到200 Wh ， 2020年到达300 Wh，从而使电动汽车行程加倍。
    3）美国麻省理工学院科学家使用半固态液流电池系统。该电池电极采用微粒子悬浮在液体电解液中，该混合液称为Cambridge Crude。将两种像泥浆一样的流体混合物（一种带正电荷，一种带负电荷）通过该系统注入，使锂离子在隔膜中能自由地穿梭，产生电流。
    4）我国复旦大学研制新型的水锂离子电池，充10s，充60度电，可以行驶400800 km。其研究成果于2014年初在权威刊物《自然》的子刊《科学报道》刊发。
    5）ECOmove公司研制用生物甲醇提高其电池寿命。新型电动汽车底盘有6个电池模块。这种新型电动汽车最高时速可达120 km/h （75英里／小时）。续航里程可达到800 km （500英里），而质量仅425 kg，相比汽油柴油产生的二氧化碳大幅减少。
    6）美国阿贡国家实验室研发基于纳米材料的液态动力电池，电池内部没有可燃性材料，据称，还便于太阳能和风能充电。目标是一次充电续航里程达到800～1610 km （500.1000英里）。

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