铝空气电池的研究进展及应用前景

结合近年来铝空气电池的发展状况,重点论述了新型铝阳极的开发、铝合金阳极的活化机理以及空气电极和电解液添加剂的研究.针对铝空气电池的研究现状,提出了开发低功耗铝空气电池的构想.     

铝-空气电池的研究进展

铝-空气电池以轻质金属铝作为阳极活性物质,以空气中的氧气作为阴极活性物质,具有容量大、比能量高、成本低、无污染等优点,被认为是未来很有发展潜力和应用前景的电池。铝-空气电池的研究工作可分为铝阳极、空气电极和电池结构等,从这几个方面对国内外的铝-空气电池研究现状进行介绍,并对铝-空气电池的未来研究方向进行展望。     

铝 空气电池铝合金阳极的研究进展

从铝活化-钝化机理、添加合金元素(镓、铟、镁、锡、锰、铋及铅等)对铝阳极性能的影响等方面,综述了铝-空气电池铝合金阳极的发展、研究及应用概况。     

铝空气电池的研究进展

铝空气电池制造成本低、比功率高、无毒,是一种很有发展前途的空气电池。但其商业化应用存在氧电极极化、电池不稳定、阳极过腐蚀、非均匀溶解等障碍。对铝合金阳极材料及其热处理与溶解机理、铝空气电池用电解质、空气电极及其催化剂等方面的研究现状进行了综述。铝空气电池的关键技术在于氧电极的催化剂活性及电解质中腐蚀产物Al(OH)3的处理。目前对以上两方面的研究有突破性进展,铝空气电池将成为21世纪理想动力电源。     

铝空气电池研究和应用趋势综述

对铝空气电池的技术研究情况及应用进行总结.总结典型铝空气电池结构原理和特点,梳理阴极、阳极和电解液等3个方面的研究进展.聚焦于铝空气电池的应用研究,重点阐述在水下电源、电动汽车、供电站和通信基站等领域的应用现状及优势.分析总结铝空气电池未能实现大规模应用的原因为关键性技术未突破和铝用电成本高;展望铝空气电池在车载移动充电桩和充电宝领域应用的趋势,提出浆液回收制备增值产品以形成循环产业链的模式.     

铝-空气电池的研究进展

对铝-空气电池阳极的合金化与热处理、电解液及添加剂、空气电极氧还原机理与催化剂等方面的研究进展进行了综述。     

锌对铝铟阳极的影响

铝具有优异的电化学性能,是开发电池的理想材料,但在应用上仍存在着一些有待解决的问题。将铝用于性能优于许多其它常用电池的铝 空气电池的阳极材料,通常采用铝 镓系列合金,而铝 铟系列合金的应用由于铝与铟合金化的难度而受到限制。研究了将锌分别作为铝合金添加元素及电解液添加剂引入铝 空气电池用铝 铟阳极中,锌对铝 铟阳极的影响。结果表明,锌能有效地促进铝与铟的合金化;在碱性电解液中,Al In Zn合金电极的腐蚀电位比纯铝的负移了约70mV,表明锌能有效地降低铝阳极极化,使析氢速度大大降低;在中性电解液中,当ZnCl2浓度增至5.8×10-3mol·L-1时,活化电位负移了近300mV,去极化效果最为理想,ZnCl2浓度增至7.7×10-3mol·L-1时,阳极利用率提高至68.4%,自腐蚀电位达到-1.42V,同时对降低铝电极的负差数效应也有较好效果。     

金属-空气电池(下)

铝-空气电池 一个铝-空气电池应该显示2.71伏的电压,理论上每耗用一磅金属应该产生3600瓦时(尽管有水的消耗,仍将有这个数字的一半)。 这样高的理论电势及比能量使铝作为金属-空气电池的阳极引人注目,它比较低廉的价格更令人重视。但是,实践上在含水的电解液中,铝所显示的电势远比理     

两种铝空气电池电解液的对比分析

为加快铝空气电池的产业化,有必要对铝空气电池电解液进行深入研究。盐溶液和碱性溶液是两种最典型的铝空气电池电解液。运用自制的电解液测试装置,比较了两种典型的铝空气电池电解液(盐溶液、碱性溶液)在电化学性能、铝阳极能量密度等方面的差异;运用XRD、SEM等技术分析了两者在产物晶体结构、微观形貌等方面的差异;探究了产物AI(OH)_3对铝空气电池性能的影响;探究了CO_2对铝空气电池性能的影响。实验结果表明,碱性溶液适用于大功率铝空气电池;盐溶液适用于小功率铝空气电池;产物AI(OH)_3对铝空气电池性能的影响较小;CO_2对采用碱性电解液的铝空气电池的性能影响较大。实验为铝空气电池电解液的选择、铝空气电池系统的设计提供了有价值的参考材料。     

铝合金阳极材料研究进展

铝-氧化银电池由于其高理论能量密度、高功率密度、放电电压平稳、安全可靠等特点,主要应用于鱼雷电池中。从铝合金阳极的活化机理、合金元素和热处理对铝-氧化银电池的铝合金阳极性能的影响等方面,综述了国内外铝-氧化银电池用铝合金阳极材料的研究进展。     

铝-空气电池钙钛矿型氧电极的研究

制备La0.6Ca0.4CoO3钙钛矿型氧化物作为铝-空气电池氧气还原的催化剂,并对此催化剂做了X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)等结构测试.研究掺杂不同化合物对氧电极性能的影响.测定催化电极在6 mol/L KOH中的阴极极化曲线,并且组装成铝-空气电池,来考察电极的电化学性能.结果表明:钙钛矿型氧化物La0.6Ca0.4CoO3掺杂金属氧化物即混合催化剂是一种良好的催化剂,有利于促进阴极的氧气还原,改善电极的电化学性能.     

电动自行车蓄电池用铅基合金

介绍了Pb Ca Sn Al、Pb Ca Sn Al Cd和Pb Ca Sb Zn 3种合金用于铅蓄电池中的试验结果。试验表明 :Pb Ca Sn Al Cd和Pa Ca Sb Zn合金的蓄电池其循环寿命优于Pb Ca Sn Al。     

高活性铝合金阳极材料制备及电性能

用熔铸法和压力加工技术制备了三种不同锡含量的铝合金电极材料。采用扫描电子显微镜(SEM)对铝合金电极材料放电后的表面形貌进行了表征,采用排水法测试了合金的析氢速率,借助电化学方法测试了材料的电化学性能。结果表明,铝合金静态析氢量随着锡元素含量增加而减小;研制的新型铝合金负极材料,可望开发用于高比能量的铝合金电池。     

锂离子蓄电池铝壳合金成分对电池性能的影响

对锂离子蓄电池中电池壳的合金含量进行了研究,发现电池壳中不同的合金含量对电池性能的影响不同.对合金含量不同的三种电池,分别测定电池的鼓胀量、容量、电池内阻、放电曲线和循环寿命曲线,通过比较得出结论:在一定范围内,Cu和Mg的含量影响电池鼓胀,也进一步影响电池性能,0.14%Cu和0.26%Mg的合金含量比较合适,值得推荐.     

氧化锌在镍氢动力电池中的应用

以氧化锌(ZnO)为添加剂,制备了加锌MLNi_(3.9)Co_(0.6)Mn_(0.3)Al_(0.3)贮氢合金电极。添加0.5%的ZnO制作的电池,初始开路电压为1.20 V;在1.0~1.6 V循环,0.2 C首次放电比容量达到291.7 mAh/g,第100次循环的容量保持率为95.88%,相比于空白MLNi_(3.9)Co_(0.6)Mn_(0.3)Al_(0.3)电极,分别提高了0.39 V、31.6 mAh/g和5.70%。用该电极制作的200 Ah镍氢动力电池,搁置电压大于1.20 V,在0.8~1.6 V循环,0.2 C首次放电容量达到200 Ah,而未加锌的合金电极制作的电池,第3次循环才达到额定容量。ZnO的加入不影响电池标准循环寿命、荷电保持和容量恢复能力。     

以Mn_3O_4为催化剂的锌-空气电池性能

通过热解法制备锰复合催化剂作为氧还原的催化剂.采用×射线衍射光谱法(XRD)和扫描电子显微镜法(SEM)对制备的锰催化剂进行晶型结构表征,同时采用阴极极化曲线,恒电位方波和恒电流放电等电化学测试手段,研究催化剂在碱性电解液中的催化性能.结果表明,热分解法制备的锰催化剂为Mn3O40Mn3O4催化剂在碱性介质中具有较好的电催化活性.催化剂在铝金属空气电池中具有很好的大电流放电性能.以Mn为催化剂的锌-空气电池在6 mol/LNaOH中,具有较好的大电流放电性能.     

铝-空气电池氧还原用锰复合催化剂的研究

通过热解法制备锰复合催化剂作为氧还原的催化剂.采用XRD和SEM对制备的锰催化剂进行了晶型结构表征,同时采用阴极极化曲线、恒电位方波和恒电流放电等电化学测试手段,研究了该催化剂在碱性电解液中的催化性能.结果表明,热分解法制备的锰催化剂为Mn3O4.Mn3O4催化剂在碱性介质中具有较好的电催化活性;以Mn为催化剂的铝-空气电池在6 mol/L NaOH溶液中,具有较好的大电流放电性能.     

热处理对贮氢合金电极性能的影响

研究了热处理对Mm(Ni,Co,Mn,Al)5贮氢合金电极电化学性能的影响.恒流充放电测试结果表明:经过热处理的电极比未处理的电极多放出17%的化成容量;用经过热处理的电极制成的MH/Ni电池,以15 C恒流脉冲放电的电压降比使用未处理电极的电池减少了近60 mV.循环伏安实验发现:经过热处理的电极的氢脱出峰电流比未处理的电极的高56 mAh/g,氢脱出峰电位负移了近140 mV.用扫描电镜、X射线衍射研究了热处理对贮氢合金表面和结构的影响.