铝电池
元始天尊是三清中的哪一位早在1850年，Hulot【2]发明了以锌汞齐为阳极、铝为阴极、稀硫酸为电解液的初级原电池。1857年，铝第一次作为阳极材料用于A1 I HN03 I C电池。1893 年，C．H．Brown[3】申请了汞齐化铝．锌合金为负极，石墨碳为正极的电池装置专利。1948年，G W Heise等人研制了汞齐化铝为阳极，C12为阴极的～．C12电池。20世纪50年代，S．Ruben开始将铝作为负极材料应用于勒克朗谢(Leclanche)电池中【4】。60年代，Zaromb和Trevethan[51等人提出了铝．空气电池，并发现氧化锌和某些有机化合物的存在可以显著减缓汞齐化铝在10 m01．dm-a NaOH或KOH溶液中的腐蚀速率。70年代以后，开始研究应用熔盐和非水电解质的铝二次电池。
国内在铝电池研究方面则起步较晚，研究机构也不多。其中哈尔滨工业大学于80年代开始从事铝空气燃料电池研究，83年完成了阳极四元铝合金的研究工作，90年代完成了3W中性铝空气燃料电池的样品研制。天津大学在90年代初期成功地研制出了船用大功率中性电解液铝空气燃料电池组，并且一直在从事电动车用中小功率中性电解液铝空气燃料电池研究。目前一些电池正在步入商业应用阶段。武汉大学在90年代对海水铝空气燃料电池做了初步研列6～。本世纪初，浙江大学捧-91、上海交大【lo】、天津"12】等高校在铝电池方面做出了一些很有意义的探索。
铝表面氧化膜的存在，导致其工作电位远远小于理论值。于是，人们尝试铝合金化或在酸性、碱性溶液中进行铝电极的开发应用，因为这样可以破除铝表面的氧化膜，提高铝的电化学活性。通常在提高铝活性的同时，也加速了铝的析氢腐蚀速率，降低了电极使用寿命，这个问题严重阻碍了铝电池的开发应用。
近年来，人们试图通过开发各种铝阳极合金材料及相应的电解液添加剂来解决这个问题。
洛阳关林批发市场
1．2．铝电池的分类概况
按使用的电解液来分，铝电池可以分为水溶液铝电池和非水溶液铝电池。1．2．1水溶液铝电池
水溶液电解质有体系价格便宜、对放电产物溶解度大、电导率高的特点，理所当然受到人们的青睐。曾经研究过的体系有舢．空气、A1．Mn02、A1．H202、Al-S、A1一K3Fe(CN)6、A1-AgO、A1-卤素、A1一NiOOH等。
1．2．1．1铝一空气电池
铝．空气电池是目前最有发展前景的电池，它主要由铝阳极、空气电极和电解液三组成(参见图1．1)。它的阴极和燃料电池相同，活性物质来源于电池外部(通常是大气)因而属于“半燃料电池”。另外，铝．空气电池还可以通过更换铝板来实现机械充电，类似于二次电池。
铝阳极的研究主要致力于电极的活化和抗腐蚀性能的提高。理论上，铝在中性电解液和碱性电解液中的理论电位分别为．1．66 V和．2．35 V(vs．SHE)，由于铝表面氧化膜的存在使得实际工作电位要远远小于标准电极电位。目前使用的铝负极一般都是合金化的，目的就是使电极活化的同时提高抗腐蚀性能。电解液一般是中性或碱性的，通常含有各种防腐蚀添加剂。空气阴极通常由贵金属催化剂、
高比表面金属网载体、防水透气膜和含有导电性好的石墨及粘结剂压制而成(见图1．2)【111。近年来，随着燃料电池技术的快速发展，在优化和改进气体扩散电极以及氧还原动力学方面取得了显著进步，使得贵金属催化剂的用量大大减少，电极行为、成本和使用寿命都明显改善112d 41。
图1．1铝．空气电池的工作示意图
水浒传结局是什么
表1．1列出了铝一空气电池与传统二次电池的性能对比。由表1．1可见，铝一空气电池实际达到的比能量比锂离子电池还高，为铅酸电池的8～10倍，镍氢电池的4～5倍。此外，铝一空气电池不仅原料和制造过程对环境无污染，而且反应产物AI(OH)3便于回收，可以用于净水，造纸等方面。与燃料电池相比，由于铝一空气电池以金属铝替代了燃料电池的氢燃料，因此没有燃烧、爆炸的危险，比燃料电池更安全可靠。铝电极也比氢燃料体积小，便于储运。如果考虑到炼铝和制氢的能耗，铝一空气电池的总能量效率为64％。
另外，铝一空气电池便于小型化。最近，铝．空气电池已在很多领域中尝试应用。
1．电动车电源
当前制约电动车产业发展的主要因素是其动力系统，也就是电池。传统二次电池的比能量太小，使得电动车一次充电续驶里程在200公里以内，不能满足实际需求。目前正在开发的的车载动力电池主要有：锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、金属．空气电池等，而燃料电池车较高的价格以及氢燃料的储存问题阻碍了其进一步推广。
黑龙江省移动营业厅
由于铝．空气电池的比能量高达320～400 Wh／kg，远高于传统二次电池，使得电动车的行驶距离可以跟燃油车相比。前南斯拉夫贝尔格莱德大学的Despie
药品底价查询
教授与合作者研制的铝一空气电动车，补充一次铝电极可以行驶1600 km。铝．空气电池的另外一个优势是采取更换铝极板的方式“机械充电”，只需要几分钟就可以完成，类似于燃油车加注油料，比蓄电池的电化学充电快得多【l引。目前北美、欧洲、日本等国均在大力开发铝一空气电池作为电动车车载电源，提高铝的利用率，降低空气电极的催化剂成本，增加循环寿命，使其充分发挥燃料电池和蓄电池的优点，促进电动车行业的发展。
2．潜艇AIP系统电源
潜艇是世界各国海军的重要的武器装备，常规潜艇在水下航行时，只能由蓄电池提供动力。为了增加水下续航能力，必须在蓄电池和柴油发电机组的基础上，增加一个不依赖于空气的推进系统，即AlP(Air Independent Propulsion) 系统。最初的AlP系统采用内燃机，由潜艇携带燃油和氧化剂(液氧或H202)。
近年来，德国研制了120 kW质子交换膜氢氧燃料电池组成潜艇AIP系统【16，171，其优点是能量转换效率比内燃机高出l倍左右。由于铝比氢安全，易储存，因此铝．空气电池有希望替代氢氧燃料电池成为AIP系统动力。
3．小型便携式电子装置用电源
铝．空气电池的另一个主要应用，是作为手机及膝上电脑的便携式电源。加拿大铝公司公布了一种新产品，使手机通话时间达到8小时，备用时间接近6天。该公司致力于优化产品欲使通话时间达到25小时，备用时间达十天以上。据报道，加拿大Trimo集团开发的膝上电脑用铝．空气电池能连续工作12～24小时，
而锂离子电池一般只能用30分钟到几个小时。因此铝．空气电池在“个人电源" 方面的将有着十分光明的应用前景。
4．某些特殊场合的廉价高能电源
移动通讯和广播电视网络的众多中继站往往都是在无人居住的高山或林区，因此迫切需要一种高比能长寿命的廉价电池供电。由于铝空气电池的比能量是铅蓄电池的6～8倍，这意味着电池连续工作时间可以延长6～8倍，这对于确保中继站工作的可靠性和减少维护人员的劳动强度，以节约维护费用均是有利的。
海底油井或气井探测和生产过程中，很需要长寿命高能量密度的蓄电池。这时可以采用海水铝空气电池。这种电池采用铝合金为阳极，以海水中的溶
解氧作阴极活性物质，海水为电解液，开放式设计，不要电池外壳。电池工作中只消耗铝，比能量得
到极大提高。由于海水中溶解氧的浓度较低，为了提高电池单位质量电流输出密度，通常采用l片铝电极配5片氧电极的电池组合方式，其电流密度可以达到0．5mAcm之，功率为25 W的这种电池工作一年，铝消耗约74 kg 【18】存款利率2022最新

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。