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  • 关于空气电池的工作原理以及不同种类的特点分析

    关于空气电池的工作原理以及不同种类的特点分析

    在生活中,你可能接触过各种各样的电子产品,那么你可能并不知道它的一些组成部分,比如它可能含有的空气电池,那么接下来让小编带领大家一起学习空气电池。空气电池是化学电池的一种。构造原理与干电池相似,所不同的只是它的氧化剂取自空气中的氧。例如有一种空气电池,以锌为阳极,以氢氧化钠为电解液,而阴极是多孔的活性炭,因此能吸附空气中的氧以代替一般干电池中的氧化剂(二氧化锰)。下面主要描述三种空气电池的工作原理以及特点。 锂空气电池采用锂作为负极活性材料,采用多孔的气体扩散层电极作为正极材料,按电解质体系主要分为有机电解液体(非水性电解液体系)、水性电解液体系、混合电解液体系和全固态电解质体系。 铝空气电池的化学反应与锌空气电池类似,铝空气电池以高纯度铝Al(含铝99.99%)为负极、氧为正极,以氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)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。 锌空气电池使用锌(Zn)作为正极,使用氧气作为负极,使用氢氧化钾(KOH)作为电解质。锌空气电池的化学反应类似于普通的碱性电池。基本工作原理是电池正电极上的锌和电解质中的OH-经过电化学反应(负电极反应)释放电子。同时,GDE(气体扩散电极或空气负电极)反应层中的催化剂与电解质接触,并通过扩散进入电池的空气中的氧气吸收电子,并进行电化学反应(正电极反应))。但是,锌空气电池的充电过程非常缓慢。通常,锌-空气电池的正极的锌板或锌颗粒被氧化成氧化锌并在放电过程中失效。通常,采用直接替换锌板或锌颗粒和电解质的方法。以便完全更换锌空气电池。 锌空气电池的充电模式打破了普通电池的传统充电模式。采用机械更换电池锌板或锌粒的“充电”方式,整体上代替了锌空气电池的活性物质,更换了整个锌空气电池。电池不再需要花费很长时间即可充电,更换20kWh电池组仅需1分40秒。只要沿公路安装锌板或锌粒和电解液盒的机械整体更换站,其效果就与目前内燃机车的加油站一样,直接“充电”,可以为用户提供极大的便利。 成组的锌空气电池具有良好的一致性,没有其他类型电池的充电和放电的不均匀现象。允许深度放电,电池的容量不受放电强度和温度的影响。能在-20~80℃的温度范围内正常工作。锌空气电池可以完全实现密封免维护,便于电池组能量的管理。 顾名思义,铝空气电池是一种使用铝和空气作为电池材料的新型电池。它是一种无污染,持久,稳定和可靠的电源,并且是一种非常环保的电池。电池的结构和所使用的原材料可根据不同的实际环境和要求进行更改。具有很大的适应性。它可以在陆地和深海中使用。它可以用作动力电池,也可以用作长寿命和高能量专用信号电池是一种非常强大的电池,具有广阔的应用前景。 锂空气电池的理论比能为11430Wh / kg(不包括O2重量),与汽油的比能相似。因此,锂空气电池系统的实际比能量有望达到1700Wh / kg。在过去的十年中,尤其是近年来,对锂空气电池进行了广泛的研究,并报告了许多重要的实验结果,但是最高电池的实际能量密度仅高于锂离子电池。因此,为了提高电池的能量密度和倍率性能以在未来的领域中实际应用,需要更多的突破。 与其他电池相比,锂空气电池具有高比能量,低成本,可充电性和环境友好性。但是,对于有机系统,对空气电极,电解质,催化剂等有一定了解,但是仍然存在一些重要问题,例如放电性能,能效,催化剂,空气电极设计,所有锂空气电池系统关键科学问题。这些问题的解决将促进锂空气电池的实际应用。相信通过阅读以上内容,每个人对空气电池都有初步的了解,希望大家对学习过程进行总结,以便不断提高设计水平。

    时间:2021-02-22 关键词: 锌空气电池 锂空气电池 铝空气电池

  • 铝空气电池:为电动汽车增程3000公里

     一辆电动汽车能否连续驰骋19个小时,从多伦多开到1800公里外的哈利法克斯,全程无需停车充电?这在理论上将是可行的。近日,美铝加拿大公司和以色列Phinergy公司在蒙特利尔向大众展示了这样一种具有超级续航能力的电池技术。 重100公斤,只需每月加注清水 以锂离子电池驱动的电动汽车难以普及的最大障碍是行驶里程有限,目前的续航能力大多在135公里(日产Leaf)至480公里(特斯拉S型)之间,除非大量安装快速充电站,否则不适宜驾驶电动汽车远途旅行。美铝加拿大公司和以色列公司Phinergy新展示的100公斤重的铝空气电池储存了可行驶3000公里的足够电量。相比之下,特斯拉Model S的电池超过500公斤,而行驶里程不到500公里。 新电池并不是从普通电网充电,而是在美铝公司水电站的熔炼车间充电,充满电的电池其实是一块大部分由铝制成的厚重面板。铝板利用从空气中吸收的氧气以及用户给汽车加的水产生化学作用,将铝变成氧化铝,从而释放出能量,为汽车持续提供动力。铝的氧化反应在铝暴露在空气中时会自然发生,表面的氧化铝会阻止深层的铝继续发生反应,新电池采用的新技术则包含了电解质可溶解表面氧化层,使反应持续进行。 按照美铝加拿大公司的介绍,使用这种电池的汽车仍需保留锂电子电池,铝电池只在锂电池电量耗尽后才启动,因此可以用很长时间,期间只需每月加注清水。通常在一年左右达到使用极限后,到服务站更换充满电的铝电池即可。 使用这种带有附加电池的原型车,上星期在蒙特利尔的一级方程式赛道上经过了试驾。Phinergy公司还于6月4日在加拿大国际铝业大会上介绍了这一新的发明。目前,发明企业正与魁北克省商议生产协议,争取使这种零排放汽车能够早日投入试运行。 铝空气电池 铝空气电池是一种金属空气电池,作为非充电电池,早在20世纪60年代便已问世,并具有非常高的能量密度。 由于铝空气电池在放电过程中阳极腐蚀会产生氢,这不仅会导致阳极材料的过度消耗,而且还会增加电池内部的电学损耗,因而严重阻碍了铝-空气电池的商业化进程。 在2014年亚特兰大先进汽车电池会议上,美国铝业公司与以色列Phinergy公司就Phinergy铝-空气电池的进一步研发问题签订了联合开发协议。 Phinergy公司方面表示,已开发出一种金属铝阳极专有生产工艺,该工艺可以提高金属铝的能量利用,并降低不必要的化学反应能量消耗。 特斯拉也在瞄准金属空气电池 据外媒报道,特斯拉汽车公司于2010年12月8日提出了“电动汽车增程混合动力电池组系统”的专利申请,2013年6月25日美国专利局审核通过。这套混“增程混合动力电池组系统”包含标准的锂离子电池组及另配有一个金属空气化学电池组。锂离子电池组直接给车供电,金属空气电池组为锂离子电池组提供电能。 电动汽车要成为真正的主流产品,电池技术需要取得巨大飞跃。目前仍未跨过续航里程短、充电时间长、电池成本高三座大山,这意味着电动汽车不能平民化。 在特斯拉的专利设计中,金属空气电池组基本上取代了增程式内燃机。特斯拉未来计划推出的Model E正是一款针对普罗大众的电动汽车产品。因此,特斯拉需要将电池成本压缩到比现在更低的水平。

    时间:2014-07-22 关键词: 汽车电子 电动汽车 超级续航能力 铝空气电池

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