鋁電池的主要分類

主要分類

鋁是理想的陽極材料，目前有多種鋁電池，例如：

AL/空氣型

AL/空氣型電池是一種新型高比能電池,鋁以其獨(dú)特的優(yōu)勢，將成為金屬/空氣電池陽極的首選材料。

AL/空氣型電池中，鋁合金負(fù)極在電池放電時不斷消耗，并生成AL(OH)3；正極是多孔性氧電極。電池放電時，從外界進(jìn)入電極的氧(空氣)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，生成OH。從可充電性來看，該電池可分為一次電池和機(jī)械可充的二次電池（即更換鋁負(fù)極)，電解液可分為中性溶液(NaCI或NHC1水溶液或海水)和堿性溶液。

Al/空氣型電池可設(shè)計成應(yīng)急電源、電動車用電源以及信號電源等。作為推進(jìn)器用一次電源，具有高達(dá)300-400Wh/kg的實(shí)際比能量，遠(yuǎn)高于其他金屬/空氣電池J。電池結(jié)構(gòu)和使用的原材料可根據(jù)實(shí)用環(huán)境和要求而變動，具有很大的適應(yīng)性。但其組裝的復(fù)雜性可能會阻礙其發(fā)展，通過合理的工藝改善其電池結(jié)構(gòu)，提高其性能，將使得鋁/空氣電池取得進(jìn)一步的發(fā)展。

熔鹽鋁型

鋁在高溫條件下具有較高電負(fù)性，是理想的熔鹽體系電池電極材料。與水溶液電解質(zhì)相比，熔鹽電解質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)主要為有高的電導(dǎo)率，低的極化率和高分解電勢。而且鋁在熔鹽電解質(zhì)中可發(fā)生電化學(xué)沉積，故可開發(fā)為鋁二次電池。鋁熔鹽二次電池具有較高能量密度，但電池工作電壓不高，且充電過程中鋁容易形成鋁支晶導(dǎo)致循環(huán)充放電性能不佳，過分的依賴于熔鹽的組成。熔鹽電解質(zhì)需要高溫或?qū)Νh(huán)境要求苛刻，且成本較高難于維護(hù)，限制了鋁二次電池的發(fā)展。

除此之外，還有其他鋁電池，包括AL/AgO、AL/MnO2、Al/H2O2、Al/S、AL/MnO4、AL/Ni、AI/KFe(CN)6等。

鋁電池產(chǎn)業(yè)化的難題與對策

鋁電池雖研究較多，但卻沒有一種能真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)業(yè)化，究其原因有三點(diǎn)：

(1)鋁容易形成致密的氧化膜，使鋁電極電位迅速下降；

(2)鋁較活潑且是兩性元素，容易與介質(zhì)發(fā)生嚴(yán)重析氫反應(yīng)；

(3)堿性介質(zhì)中，鋁陽極成流反應(yīng)和腐蝕反應(yīng)產(chǎn)物均為AI(OH)3，不但降低電解質(zhì)電導(dǎo)率而且增加鋁陽極極化，使得鋁電池性能惡化，生成的膠狀A(yù)I(OH)3在無催化劑條件下很難轉(zhuǎn)化為可溶于水的AI(OH)4-。

當(dāng)前解決上述問題一般從以下三點(diǎn)出發(fā)：

(1)從鋁合金本身出發(fā)，添加合金元素如In，Mn，Mg，Zn，Ga，Sn，T1等，改善鋁合金陽極性能，使得鋁在反應(yīng)介質(zhì)中得到活化；

(2)從反應(yīng)介質(zhì)出發(fā)，在反應(yīng)介質(zhì)中加入可降低鋁陽極析氫速率的添加劑；

(3)從電池體結(jié)構(gòu)出發(fā)，改善電池透氣和排液結(jié)構(gòu)，或設(shè)計為電解質(zhì)循環(huán)結(jié)構(gòu)。

鋁是理想的陽極材料，具有廣闊的發(fā)展前景。鋁電池的主要分類有AL/空氣型電池、熔鹽鋁型電池，鋁電池雖研究較多，但卻沒有一種能真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)業(yè)化主要是一些產(chǎn)業(yè)難題還未解決。