自制铝空气电池

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自制铝空气电池

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一、说明： 
1.目的 ： 通过几种简易装置实现对铝空气电池的模拟制作，并通过资料对其工作原理进行了解。 

2. 制作材料：铝箔、碎木炭、木炭棒、铝皮易拉罐、饱和食盐水、餐巾纸、木棒、电池夹、直流电机、砂纸。

3.本电池电量大（如按高品质的电池方法制作，可达1.5v），安全、无毒、无易燃物质，材料易得。
二. 制作铝空气电池
1.层叠式电池，不做介绍（因效率太低）；
2.棒式电池：
取一根一端有开口的木炭棒，再取一张餐巾纸，紧紧地包裹
在木炭棒上，用饱和食盐水浸湿，再取一张铝箔紧紧地包裹在
木炭棒上面，用一个电池夹一端夹在木炭棒的开口处，一端夹在电机一极上，用另一个电池夹一端夹在铝箔上，一端夹在电机另一极上，这时电机转动，电压约0.8v左右；
3.高品质电池
取一个铝皮易拉罐，用剪刀剪去罐盖，再用砂纸卷成筒状（有沙面朝外）磨掉易拉罐里的胶层，再取一张餐巾纸，使其紧贴罐壁，再倒入一些饱和食盐水，使其浸润餐巾纸，再插入一根木炭棒，并在其周围填上碎木炭，用木棒压实，直至装满为止，用一个电池夹一端夹在木炭棒的开口处，一端夹在电机一极上，用另一个电池夹一端夹在铝皮上，，一端夹在电机另一极上，这时电机转动，电压约1.5v左右；
附：
1.制作铝空气电池视频地址：
//v.youku.com/v_show/id_XMTI5MjM4MTMy.html
2.有关资料及工作原理：
1. 铝空气电池的工作原理：
铝空气电池的化学反应与锌空气电池类似，铝空气电池以高纯度铝Al（含铝99.99％）为负极、氧为正极，以氢氧化钾或氢氧化钠水溶液为电解质，铝摄取空气中的氧，在电池放电时产生化学反应，铝和氧作用转化为氧化铝；铝空气电池的进展十分迅速，它在EV上的应用已取得良好效果，是一种很有发展前途的空气电池。
2. 铝空气电池的构造：
在单体电池中以铝为负极、氧为正极，在铝空气电池两侧有一对辅助空气电极，作为铝空气电池正极，在工作时只消耗铝和少量的水。
3. 铝空气电池的特点　
(1)比能量大-铝空气电池的理论比能量可达8100Wh/kg，目前的铝空气电池的实际比能量只达到350Wh/kg，但也是铅酸电池的7～8倍、镍氢电池的5.8倍、锂电池的2.3倍。采用铝空气电池后，车辆能够明显地提高续驶里程，国外有关资料介绍，美国加利福尼亚州在使用铝空气电池的电动汽车上，有过只更换一次铝电极续驶里程达1600km的记录。
（2）质量轻-我国开发和研制的牵引用动力型铅酸蓄电池的总能量为13.5kWh，总质量为375kg。而同样能量的铝空气电池总质量仅45kg，为铅酸蓄电池质量的12％。由于电池质量大大减轻，车辆的整备质量也降低，可以提高车辆的装载能量或延长续驶里程。
（3）铝没有毒性和危险性-铝对人体不会造成伤害，可以回收循环使用，不污染环境。铝的原材料丰富，已具有大规模的铝冶炼厂，生产成本较低。铝回收再生方便，回收再生成本也较低。而且可以采用更换铝电极的方法，来解决铝空气电池充电较慢的问题。虽然铝空气电池含有高的比能量，但比功率较低，充电和放电速度比较缓慢，电压滞后，自放电率较大，需要采用热管理系统来防止铝空气电池工作时的过热。总体上说铝空气电池是一种很有发展前途的电池。

很早就有了  有些海上的航标灯 有用到   
铝空气电池的化学反应与锌空气电池类似，铝空气电池以高纯度铝Al（含铝99.99%）为负极、氧为正极，以氢氧化钾（KOH）或氢氧化钠（NaOH）水溶液为电解质。铝摄取空气中的氧，在电池放电时产生化学反应，铝和氧作用转化为氧化铝。铝空气电池的进展十分迅速，它在EV上的应用已取得良好效果，是一种很有发展前途的空气电池。1991年，我国首创以铝－空气－海水为能源的新型电池，称之为海洋电池。它是一种无污染、长效、稳定可靠的电源。
海洋电池，是以铝合金为电池负极，金属（Pt、Fe）网为正极，用取之不尽的海水为电解质溶液，它靠海水中的溶解氧与铝反应产生电能的。我们知道，海水中只含有0.5%的溶解氧，为获得这部分氧，科学家把正极制成仿鱼鳃的网状结构，以增大表面积，吸收海水中的微量溶解氧。这些氧在海水电解液作用下与铝反应，源源不断地产生电能。两极反应为：
负极：（Al）：4Al－12e=4Al3+
正极：（Pt或Fe等）：3O2+6H2O十12e=12OH－
总反应式：4Al+3O2十6H2O=4Al(OH)3↓

     美国铝业开发铝空气电池 能量密度是锂电池的50倍
       
       
       
       发布日期：2014-02-11   来源：电动汽车时代网   作者：综合报道    已有 1 人评论  加入社区   
       据盖世汽车网报道，日前，在2014年亚特兰大先进汽车电池会议（AdvancedAutomotiveBatteryConference，该会议于2014年2月3日-7日于美国亚特兰大举行）上，美国铝业公司与以色列Phinergy公司就Phinergy铝-空气电池的进一步研发问题签订了联合开发协议。其中，美铝公司（Alcoa）是世界领先的氧化铝、电解铝和铝加工产品的生产商。以色列Phinergy公司作为金属-空气电池研发的领导者，其主要产品包括铝-空气电池以及锌-空气电池等。该Phinergy铝-空气电池可以有效提高电动汽车的续航里程，其中联合开发协议中具体业务范围主要包括新材料、新工艺以及零部件等领域，此次联合开发的目的就是为了尽快地推动铝-空气电池的商业化进程。
       
       铝-空气电池作为非充电电池，其早在20世纪60年代便已问世，其具有非常高的能量密度。铝-空气电池由催化空气阴极、电解质和金属铝阳极组成，其理论能量比为8.1千瓦时/千克，仅次于锂-空气电池的13.0千瓦时/千克。然而，由于铝-空气电池在放电过程中阳极腐蚀会产生氢，这不仅会导致阳极材料的过度消耗，而且还会增加电池内部的电学损耗。这严重阻碍了铝-空气电池的商业化进程。以往解决以上问题的方法主要是将高纯度金属铝中掺杂特定的合金元素以提高金属铝阳极耐腐蚀性，或者在电解质中添加腐蚀抑制剂。
       
       美铝公司执行副总裁兼首席技术官RaymondKilmer博士表示：“美铝公司在技术材料方面具有非常广泛的专业知识，并且在新产品商业化方面具有丰富的经验，此次将Phinergy铝-空气电池商业化对于Phinergy公司来说也非常具有吸引力。目前，汽车行业正在寻求一种可以替代传统汽油的全新零排放无污染能源，而Phinergy铝-空气电池可以保证汽车具有良好的巡航里程，因此该Phinergy铝-空气电池是最有可能替代传统汽油实现零排放无污染的新能源。”
       
       Phinergy公司表示，其已开发出一种金属铝阳极专有生产工艺，该工艺可以提高金属铝的能量利用，并降低不必要的化学反应能量消耗。Phinergy公司还表示，其还开发了一套先进的电池管理系统，其目的是为了提高电池的能量利用。
       
       Phinergy公司表示，其Phinergy铝-空气电池的空气阴极配备有专用的银基催化剂，其采用了独特的创新结构，该结构可以使氧气顺利通过，而可以将二氧化碳阻隔在外。通过该创新结构，Phinergy铝-空气电池的空气阴极可以有效避免电极的碳化问题，其工作寿命也因此可以达到数千小时。
       
       Phinergy铝-空气电池工作时，其内部的金属铝反应变为氢氧化铝。而氢氧化铝可以经过铝厂加工进行回收利用，这样便可以实现可持续利用。
       
       根据Phinergy公司介绍，其Phinergy铝-空气电池中共包含50块铝板，其中每一块铝板所产生的能量都可以单独驱动汽车行驶20英里，因此整个Phinergy铝-空气电池的续航里程可以达到1000英里（约合1600千米）。另外，Phinergy铝-空气电池也已经成功集成应用到了电动汽车展示中。
       
       除应用在电动汽车行业中外，Phinergy还表示其金属-空气电池还可以应用于固定能源应用，如医院、数据中心用商业应急发电机，通用发电机以及可移动房屋、无人驾驶汽车等国防应用等。同时，由于Phinergy铝-空气电池还具有可持续、高能量密度等特点，其还可以作为第一能源使用。因此，根据协议Phinergy公司正在和美国铝业公司进行合作开发以上应用技术。
       
       其中参与该项目的美国铝业公司事业部位于彼得堡郊外的美国铝业技术中心，该技术中心是世界上最大的轻金属研究机构。
       
       
       
       简单对比一下数据：
       
       特斯拉锂电池的密度是200wh/Kg，续驶距离480公里，特斯拉的18650电池很可能命不长久，三四年必须更换。
       
       铝空气电池的理论能量密度为8100Wh/Kg，续航里程可以达到1000英里，长久使用！  铝空气电池相关股： 601677     002578