鋁空氣電池

在單體電池中以鋁（Al）為負極、氧為正極，在鋁空氣電池兩側有一對輔助空氣電極，作為鋁空氣電池正極，在工作時只消耗鋁和少量的水。

鋁空氣電池的理論比能量可達8100Wh/kg，2014年的鋁空氣電池的實際比能量只達到350Wh/kg，但也是鉛酸電池的7～8倍、鎳氫電池的5.8倍、鋰電池的2.3倍。採用鋁空氣電池后，車輛能夠明顯地提高續駛里程，國外有關資料介紹，美國加利福尼亞州在使用鋁空氣電池的電動汽車上，有過只更換一次鋁電極續駛里程達1600km的記錄。

我國開發和研製的牽引用動力型鉛酸蓄電池的總能量為13.5kWh，總質量為375kg。而同樣能量的鋁空氣電池總質量僅45kg，為鉛酸蓄電池質量的12%。由於電池質量大大減輕，車輛的整備質量也降低，可以提高車輛的裝載能量或延長續駛里程。

鋁對人體不會造成傷害，可以回收循環使用，不污染環境。鋁的原材料豐富，已具有大規模的鋁冶鍊廠，生產成本較低。鋁回收再生方便，回收再生成本也較低。而且可以採用更換鋁電極的方法，來解決鋁空氣電池充電較慢的問題。

雖然鋁空氣電池含有高的比能量，但比功率較低，充電和放電速度比較緩慢，電壓滯后，自放電率較大，需要採用熱管理系統來防止鋁空氣電池工作時的過熱。

1991年，我國首創以鋁－空氣－海水為能源的新型電池，稱之為海洋電池。它是一種無污染、長效、穩定可靠的電源。海洋電池徹底改變了以往海上航標燈兩種供電方式：一是一次性電池，如鋅錳電池、鋅銀電池、鋅空（氣）電池等。這些電池體積大，電能低，價格高。二是先充電后給電的二次性電源，如鉛蓄電池，鎳鎘電池等。這種電池要定期充電，工作量大，費用高。

海洋電池，是以鋁合金為電池負極，金屬（Pt、Fe）網為正極，用取之不盡的海水為電解質溶液，它靠海水中的溶解氧與鋁反應產生電能的。我們知道，海水中只含有0.5%的溶解氧，為獲得這部分氧，科學家把正極製成仿魚鰓的網狀結構，以增大表面積，吸收海水中的微量溶解氧。這些氧在海水電解液作用下與鋁反應，源源不斷地產生電能。兩極反應為：

負極：（Al）：4Al－12e=4Al

正極：（Pt或Fe等）：3O+6HO十12e=12OH

總反應式：4Al+3O十6HO=4Al(OH)↓

海洋電池本身不含電解質溶液和正極活性物質，不放入海洋時，鋁極就不會在空氣中被氧化，可以長期儲存。用時，把電池放入海水中，便可供電，其能量比乾電池高20～50倍。電池設計使用周期可長達一年以上，避免經常交換電池的麻煩。即使更換，也只是換一塊鋁板，鋁板的大小，可根據實際需要而定。海洋電池沒有怕壓部件，在海洋下任何深度都可以正常工作。海洋電池，以海水為電解質溶液，不存在污染，是海洋用電設施的能源新秀。

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儲存了可行駛3000公里的足夠電量。

使用這種電池的汽車仍需保留鋰電子電池，鋁電池只在鋰電池電量耗盡后才啟動，因此可以用很長時間，期間只需每月加註清水。通常在一年左右達到使用極限后，到服務站更換充滿電的鋁電池即可。（此處應該是更換新的鋁板）

新電池並不是從普通電網充電，而是在美鋁公司水電站的熔煉車間充電，充滿電的電池其實是一塊大部分由鋁製成的厚重面板。鋁板利用從空氣中吸收的氧氣以及用戶給汽車加的水產生化學作用，將鋁變成氧化鋁，從而釋放出能量，為汽車持續提供動力。鋁的氧化反應在鋁暴露在空氣中時會自然發生，表面的氧化鋁會阻止深層的鋁繼續發生反應，新電池採用的新技術則包含了電解質可溶解表面氧化層，使反應持續進行。