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锂离子电池是目前被公认为能量密度最佳,续航能力最强,寿命长久的动力电池产品之一。但随着对于新材料“石墨烯”的进一步开发,我国自主研发了一种千瓦级铝空气电池,其能量密度是当前商业化锂离子动力电池的4倍以上,1公斤铝就能让电动汽车跑60公里,让电动汽车续航翻两倍,在电动汽车增程器方面具有诱人的市场前景。
铝空气电池技术

铝空气电池以高纯度铝为负极、氧为正极,以氢氧化钾或氢氧化钠水溶液为电解质。铝摄取空气中的氧,在电池放电时产生化学反应,铝和氧作用转化为氧化铝。这种铝电池在工作中只消耗铝和少量的水。这种电池是铅酸电池的7~8倍、镍氢电池的5.8倍、锂电池的2.3倍。可以回收循环使用,不污染环境。

此次中科院研发的铝空气电池技术是采用石墨烯复合锰基氧化物催化剂以及新型石墨烯基高效空气阴极将单体电池功率密度了提高25%,大幅度提升了金属空气电池综合性能。国际上铝空气电池的能量值平均值在350Wh/kg,而此次我国研发的电池容量在510Wh/kg,可以同时为一台电视机、一台电脑、一台电风扇以及10个60W照明灯泡供电。对比牵引用动力型铅酸蓄电池的总能量为13.5kWh,总质量为375kg,而铝空气电池仅为45kg,能量密度是其的数倍。
国际上金属空气电池的技术瓶颈

金属空气电池并非是一种全新的技术,其结构与干电池非常相似,常见的的金属空气电池有锌空气电池,锂空气电池等。但在开发过程中或多或少都会有一定的缺陷,以锂空气电池技术举例,在工作中锂和空气中的氧形成氧化锂沉淀。这种沉淀累积到一定程度后会使电解液与空气隔绝,导致电池突然工作停止。
而铝空气电池技术也有一定的缺陷,铝空气电池在工作中,功率较低,充电和放电速度比较缓慢,电压滞后,自放电率较大,需要采用热管理系统来防止铝空气电池工作时的过热。但是此次中科院研发的铝空气电池便是利用石墨烯的特性成功的克服了金属空气电池。而且大幅的提升了该电池的寿命。据实验证实1公斤铝就能让电动汽车跑60公里。
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