基本介紹
- 中文名：鹼性金屬-空氣電池
- 電極：鹼金屬與空氣
- 常用電解液：鹼性電解質水溶液
- 常見：鋰空氣電池
- 領域：電池能源
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特點
金屬-空氣電池的主要特點：
（1）比能量高。由於空氣電極所用活性物質是空氣中的氧，它是用之不竭的，理論上正極的容量是無限的，加之活性物質在電池之外，使空氣電池的理論比能量比一般金屬氧化物電極大得多，金屬空氣電池的理論比能量一般都在1000W·h/kg以上，實際比能量在100W·h/kg以上，屬於高能化學電源。下圖為部分金屬-空氣電池的性能。
（2）價格便宜。鋅-空氣電池不採用昂貴的貴金屬作電極，構成電池材料均為常見的材料，所以價格便宜。
（3）性能穩定。特別是鋅-空氣電池採用粉狀多孔鋅電極和鹼性電液後，可以在很高的電流密度下工作，如果採用純氧代替空氣，放電性能還可以大幅度提高。根據理論計算，可使電流密度提高約20倍。
缺點
金屬-空氣電池存在以下缺點。第一，電池不能密封，易造成電液乾涸及上漲，影響到電池的容量和壽命，如果採用鹼性電液還容易發生碳酸鹽化，增加電池的內阻，影響放電。第二，濕貯存性能差，因為電池中的空氣擴散到負極會加快負極的自放電。第三，採用多孔鋅作負極，需要汞齊化，汞不僅危害工人健康而且污染環境，需要非汞緩蝕劑取代。
鋰空氣電池
放電過程：負極的鋰釋放電子後成為鋰陽離子（Li+），Li+穿過電解質材料，在正極與氧氣、以及從外電路流過來的電子結合生成氧化鋰（Li2O）或者過氧化鋰（Li2O2），並留在正極。鋰空氣電池的開路電壓為2.91 V。
理論上可實現大容量的“鋰空氣電池”作為新一代大容量電池而備受矚目。不過此前的鋰空氣電池存在正極蓄積固體反應生成物，阻隔了電解液與空氣的接觸，導致停止放電等問題。
負極(金屬鋰)採用有機電解液，正極(空氣)方面則使用水性電解液，兩極由固體電解質隔開，以防止兩電解液發生混合。由於固體電解質只通過鋰離子，因此電池的反應可無阻礙地進行。正極的反應生成物具有水溶性，不產生固體物質。實驗證明該電池可連續放電50000mAh/g(空氣極的單位質量)。
該技術極有望用於汽車電池。如果在汽車用支架上更換正極的水性電解液，用卡盒等方式補充負極的金屬鋰的話，汽車可實現連續行駛且無需充電等待時間。可以從用過的水性電解液中輕鬆提取金屬鋰，鋰能夠反覆使用。可以說是用金屬鋰作為燃料的新型燃料電池。
