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研究人員大幅降低鋁-空氣電池的電量流失率 訣竅在於油類衝洗鋁材

2018-12-07 16:40:13 來源: 汽車參考資訊

  據外媒報道,《科學》雜志刊登的一篇報道指出,若將鋰離子電池閒置不用,等一個月後,將流失5%的電量。相較之下,鋁-空氣電池將流失80%的電量,這要歸咎電池鋁材的腐蝕。研究人員研發了新款鋁-空氣電池,在閒置一個月後,該電池僅流失0.02%的電量,性能大幅提升。

  標準的電池通常由陰極、陽極及液態電解質構成,當離子從陽極向陰極移動時,可釋放電子,產生電量。在鋁-空氣電池中,陽極是鋁,陰極是空氣。電池的空氣源自於外部環境,而鋁的儲量很富足、分量輕、價格也便宜,所以鋁-空氣電池是一項重要的未來電池技術。

  然而,不幸的是,液態電解質會對鋁材造成腐蝕,該腐蝕始於電池的初次使用。若使用無腐蝕性的電解質則會大幅降低電池的性能。在不使用電池時,可先將電解液提取出來,但若在下次使用時將電解質重新注入電池中,會導致電池無法使用,因為鋁具有親水性(吸水,hydrophilic)。研究人員的新方案是使用油類來衝洗電解質。

  新電池在陽極和陰極之間新增了一層薄膜,在注入電解質後,該電池還能雙向使用。當電池調節到備用狀態時,離鋁最近的一側會被油類衝洗,從而對鋁提供保護,防止被水基電解質腐蝕,因為油和水是不相容的。此外,根本無需擔心會有油類殘餘,因為將鋁浸沒到油中時,兩者是相斥的。

  為在半真實環境下測試該款電池,研究人員消耗了一小部分電量,然後再將閒置一天到兩天,並反復執行該操作。該情況模擬了城市用電動車的實際使用情況,該類車載電池可使用24天,是當前傳統型鋁-空氣電池電量的8倍。

  但鋁-空氣電池能否再未來數年內取代鋰離子電池呢?很遺憾,這不太可能。在電池放電方面,目前還有許多復雜的難題待攻克。舉個例子,最初的數代電池可能無法進行充電,或充電的次數有限,但或許可用機械臂將該類電池從車輛中提取出來,並在檢修站更換新電池,這樣就能利用更為復雜的機械方式,換成車載電池的充電和電池更換。

  但這並不意味著鋁-空氣電池不能與鋰離子電池共存,就想混動車也能使用汽油一般,鋁空氣電池可被用於 程版電動車或在用戶忘記給電動車充電時,被用作備用電源。據研究人員透露,該類電池的市場潛力巨大。

(責任編輯:靜靜)
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