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科研人员打造全新铝空气电池 能大幅增加持续使用时间

中国有色网2018/11/13 09:39:38

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铝道网 据外媒报道,可充电锂离子电池的功率密度正以每年8%左右的速度增长,如果继续以这样的速度下去,那么大约10年后,它们将接近汽油的密度。另一方面,铝-空气电池几乎可以和汽油相媲美,而且它比锂离子电池更轻、更便宜。不过它存在一个大问题,那就是腐蚀。

不过一个新的研究小组声称已经找到解决办法。根据他们发表在《科学》上的研究论文显示,如果不使用锂离子电池一个月,那么它们会损失5%的电量,而铝-空气电池由于铝遭到腐蚀的关系,一个月内会损失掉80%的电量。然而这些研究人员打造的铝-空气电池在一个月内却只损失了0.02%的电量,这简直是千倍以上的改进。

据悉,标准电池中含有液体电解质,它位于阳极和阴极之间的,当离子从阳极跑到到阴极时,它通过收集释放的电子来产生能量。在铝-空气电池中,阳极是铝,阴极是空气。由于电池可以从周围环境中获取空气,而铝储量丰富、重量轻且价格便宜,所以这种电池很有可能会成为未来的电池技术。

然而不幸的是,一旦当铝和电解液混合在一起的时候,后者就会开始腐蚀前者。如果使用非腐蚀性电解液则会大大降低电池的性能,一旦电池重新进入待机状态,就无法提取电解液,因为铝是亲水的。对此,研究人员提出了用油冲洗电解液的解决方案。

研究人员在电池的阳极和阴极之间设置了一层薄膜,当电池使用的是两遍都充满电解液。一旦电池进入待机状态,zui靠近铝的一侧则会被油冲洗掉,此时,油起到了保护铝的作用。当需要再次使用电池的时候,电解液将取代油。由于铝在水里会排斥油,所以此时不会有油留在水里边。

为了在测试半现实条件下测试这些电池,研究人员先是使用了一小部分的电量,然后让它静止一两天时间,然后再重复上面的步骤。而这与电动汽车在城市可能需要做的事情类似。zui终,他们研发的电池持续使用了24天时间,比传统的铝-空气电池多了8倍。

这是否意味着在未来几年内铝-空气电池会取代锂电池呢?答案是不会。因为给电池充电仍有着一些待解的复杂问题,所以前几代可能是无法充电或只能进行几次的充电。

尽管如此,铝-空气电池可以像混动车的汽车一样作为一种增程手段,或在驾驶者忘记给主电池充电的时候使用。一位研究人员表示,铝-空气电池在市场上拥有很大的潜力,“你可以在用了它之后然后把车停在车道一个月时间,当回来之后仍可以期待着它拥有着一块可以用的电池...我真的认为在电池使用上这是一个游戏改变者。”

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