本成果為一款新型高能量鋁金屬燃料電池。鋁空氣電池一般由鋁金屬陽(yáng)極、空氣陰極和堿性電解質(zhì)三部分組成,本款鋁電池通過(guò)研發(fā)新型陰極催化劑材料,合金化鋁陽(yáng)極,改良電解液體系以及對全電池進(jìn)行結構設計開(kāi)發(fā)出了一款高能量密度的鋁空氣電池,能量密度在 500 Wh/kg 以上。
本款鋁空氣電池以純度≥99.9%的鋁(CP 級)為原料,添加稀土元素制備稀土鋁合金電極材料,通過(guò)外加磁場(chǎng)凝固處理,得到的稀土鋁合金電極材料, 能抑制析氫腐蝕,提高陽(yáng)極利用率,增加工作電位;使用鈉鉀鹽和堿溶液組成的堿性電解液, 可通過(guò)抑制水分子活性、增大析氫反應的活化能,有效抑制陽(yáng)極自腐蝕,使電池的自放電大大減少,加入高濃鹽堿性電解液后,緩蝕效率最高可達 93.55%, 比容量高達 2412mAh/g,能量密度可達 426Wh/kg 以上。同時(shí)向電解液中添加復合緩蝕劑,能有效抑制析氫,減少電池自放電,緩蝕效率可達 94.14%。相同條件下此電解液是未加添加劑的電解液電池壽命的 5 倍以上。
應用前景:
本款鋁空氣電池具有比能量密度高、安全性能好、綠色循環(huán)、可實(shí)現持續發(fā)展等優(yōu)勢。鋁空氣電池由于能量密度高,同時(shí)可快速機械換電,在電動(dòng)汽車(chē)具有良好的應用前景。同時(shí),以金屬鋁燃料作為能源載體,可以利用多余的棄風(fēng)棄光能源還原鋁,實(shí)現大規模電力儲能,從而能代替石油。本成果所制備產(chǎn)品還可作為移動(dòng)電源和應急電源應用在野外用電、救災應急和武器裝備的野戰應用等方面,在實(shí)際應用中便于攜帶且可以通過(guò)更換鋁燃料的方式進(jìn)行機械充電,可以滿(mǎn)足野外工作以及救災過(guò)程中的緊急用電。產(chǎn)品規?;a(chǎn)后可作為儲能電源應用在新能源發(fā)電站,利用低谷電和水能、風(fēng)能產(chǎn)生的電能等電解鋁以鋁金屬儲能。另外, 鋁空氣電池的應用還能緩解我國的鋁產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題,具有重要的社會(huì )意義。
成熟度:中試