空气电池原理空气电池是化学电池的一种。结构原理和干电池差不多,只是它的氧化剂取自空气中的氧气。比如有一种空气电池,以锌为阳极,氢氧化钠为电解液,多孔活性炭为阴极,因此可以吸收空气中的氧气,代替一般干电池中的氧化剂(二氧化锰)。

日本正在推进空气镁电池的大容量研究。这种电池的工作原理是通过空气中的氧气与金属镁发生化学反应来发电。参与机构包括古川电池、尼康、日产汽车、东北大学、宫城县、日光市等11家来自产业界、学术界、政府的单位。作为研究的第一步,古川电池计划在年内产生300瓦的应急电源,为手机充电。

日本公司相继开发出大幅提高空气电池使用寿命的技术,这是被称为“终极电池”的空气电池的最大问题。富士通FDK公司开发的氢空气燃料电池有望在三年内投入使用。

空气电池的分类锌空气电池:

锌空气电池是以活性炭吸附空气中的氧气或纯氧作为正极活性物质,锌作为负极,氯化铵或苛性碱溶液作为电解液的一次电池。也被称为锌氧电池。锌空气电池分为中性系统和碱性系统,分别用字母A和P表示,然后用数字表示电池型号。

锌空气电池的充电过程非常缓慢。为了解决这一问题,锌空气电池的负极锌板或锌粒氧化成氧化锌失效后,一般采用直接更换锌板或锌粒和电解液的方法来彻底更新锌空气。正极和负极的化学方程式以及放电过程中的总反应为:

负极:Zn 2OHˉ=ZnO H2O 2eˉ

正极:0.5O2 H2O 2eˉ=2OHˉ

总反应:2Zn O2=2ZnO。

在锌锰电池中,用含铂多孔碳电极代替二氧化锰碳包,发展了锌空气干电池技术。

锂空气电池:

大容量锂空气电池并不是一个新概念,至今没有普及,因为它有致命的缺陷。日本的研究机构已经克服了这个困难,但可能还需要10年才能实现商业化。

碳减排对人类福利绝对不是离谱的要求,但对全球汽车工业来说却是一件困难的事情。

众所周知,锂离子电池广泛应用于手机和笔记本电脑,现在是下一代充电式混合动力汽车和电动汽车的理想选择。与其他汽车电池相比,密度更高,电量更充足,但也更贵。由于电池容量的原因,充电后的行驶距离还是不够远。将于2010年上市的雪佛兰Volt混合动力车,如果只使用电池,只能行驶40公里。

虽然还有提升的空间,但是锂离子电池的潜力还是有限的。一般认为,要实现电动汽车的普及,能量密度需要达到目前水平的6 ~ 7倍左右。因此,理论上,能量密度远高于锂离子电池的金属锂空气电池备受关注。虽然仍然使用有机溶剂,但它以全新的成分大大提高了电池的能量密度。

锂空气电池并不是一个新概念。因为空气中的氧气作为正极上的活性物质,正极的容量密度理论上是无穷大,可以增加容量。此外,如果使用金属锂作为负极,理论容量将比锂离子充电电池提高一位数。

铝空气电池;

铝空气电池顾名思义,是以铝和空气为电池材料的新型电池。是无污染、持久、稳定、可靠的电源,是非常环保的电池。电池的结构和使用的原材料可以根据不同的实际环境和要求进行改变,具有很大的适应性。既可用于陆地,也可用于深海,既可作为动力电池,也可作为信号电池,寿命长,比能量高。

铝空气电池的化学反应与锌空气电池相似。铝空气电池以高纯铝Al(含铝99.99%)为负极,氧气为正极,以氢氧化钾(KOH)和氢氧化钠(NaOH)为电解液。铝吸收空气中的氧气,在电池放电时产生化学反应,铝和氧气反应转化为氧化铝。铝空气电池的发展非常迅速,在电动汽车上的应用取得了良好的效果。这是一种很有前途的空气电池。