什么是金屬空氣電池？

在Form Energy取得鐵-空氣電池關(guān)鍵性突破之前，鐵-空氣電池相較于火熱的固態(tài)電池、鈉離子電池更不為人所知，本質(zhì)上鐵-空氣電池仍然屬于金屬-空氣電池的分支。

金屬空氣電池是以金屬為燃料，與空氣中的氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)“產(chǎn)生電能的一種特殊燃料電池。金屬空氣電池與常見的化學(xué)電池一樣，也是由正極、負(fù)極、電解液三大部分構(gòu)成，其中正極板由金屬導(dǎo)電網(wǎng)、防水層、催化層壓制而成，正極以空氣中的氧氣作為活性物質(zhì)，在放電過程中，氧氣在三相界面上被電化學(xué)催化還原為氫氧根離子。

金屬空氣電池的負(fù)極為金屬，主要以電極電位較負(fù)的金屬如鎂、鋁、鋅、汞、鐵等作負(fù)極材料；電解液有固定使用與循環(huán)使用兩種方式，目前根據(jù)使用要求主要有KOH、NaOH、NaCI及海水。金屬空氣電池最突出的優(yōu)點(diǎn)即其可以將高能量密度的金屬負(fù)極與具備開放結(jié)構(gòu)的活性空氣正極材料相結(jié)合，節(jié)約成本，提高比能量密度。

制作金屬空氣電池，可選用的原材料比較豐富。目前已經(jīng)取得研究進(jìn)展的金屬空氣電池主要有鋁空氣電池、鎂空氣電池、鋅空氣電池、鋰空氣電池等，其中鋅-空氣、鋁-空氣電池的應(yīng)用范圍最為廣泛。

例如日本三洋公司已制出大容量的二次鋅-空氣電池，采用空氣和電液受力循環(huán)的辦法，研制出電壓為125V容量為560A穐的牽引車用的鋅-空氣電池。再比如美國加利福尼亞州在使用鋁-空氣電池的電動(dòng)汽車上，有過只更換一次鋁電極行駛里程便達(dá)1600km，美鋁加拿大公司和以色列公司Phinergy新展示的100公斤重的鋁-空氣電池也能儲(chǔ)存行駛3000公里的電量?

除了比能量高外，金屬空氣電池還有一個(gè)優(yōu)勢——壽命長，一般的金屬空氣電池的可循環(huán)次數(shù)高達(dá)10000次，而當(dāng)前主流的鋰電池充放電可循環(huán)次數(shù)僅在3000左右，不過由于金屬空氣電池正極需要空氣作為活性物質(zhì)，故極易造成電解液的干涸從而影響實(shí)際使用壽命，但鐵-空氣電池突破了這一束縛。