關(guān)于空氣電池的工作原理以及不同種類的特點(diǎn)分析

在生活中，你可能接觸過各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你可能并不知道它的一些組成部分，比如它可能含有的空氣電池，那么接下來讓小編帶領(lǐng)大家一起學(xué)習(xí)空氣電池?？諝怆姵厥腔瘜W(xué)電池的一種。構(gòu)造原理與干電池相似，所不同的只是它的氧化劑取自空氣中的氧。例如有一種空氣電池，以鋅為陽極，以氫氧化鈉為電解液，而陰極是多孔的活性炭，因此能吸附空氣中的氧以代替一般干電池中的氧化劑(二氧化錳)。下面主要描述三種空氣電池的工作原理以及特點(diǎn)。

鋰空氣電池采用鋰作為負(fù)極活性材料，采用多孔的氣體擴(kuò)散層電極作為正極材料，按電解質(zhì)體系主要分為有機(jī)電解液體(非水性電解液體系)、水性電解液體系、混合電解液體系和全固態(tài)電解質(zhì)體系。

鋁空氣電池的化學(xué)反應(yīng)與鋅空氣電池類似，鋁空氣電池以高純度鋁Al(含鋁99.99%)為負(fù)極、氧為正極，以氫氧化鉀(KOH)或氫氧化鈉(NaOH)水溶液為電解質(zhì)。鋁攝取空氣中的氧，在電池放電時(shí)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，鋁和氧作用轉(zhuǎn)化為氧化鋁。

鋅空氣電池使用鋅(Zn)作為正極，使用氧氣作為負(fù)極，使用氫氧化鉀(KOH)作為電解質(zhì)。鋅空氣電池的化學(xué)反應(yīng)類似于普通的堿性電池?；竟ぷ髟硎请姵卣姌O上的鋅和電解質(zhì)中的OH-經(jīng)過電化學(xué)反應(yīng)(負(fù)電極反應(yīng))釋放電子。同時(shí)，GDE(氣體擴(kuò)散電極或空氣負(fù)電極)反應(yīng)層中的催化劑與電解質(zhì)接觸，并通過擴(kuò)散進(jìn)入電池的空氣中的氧氣吸收電子，并進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)(正電極反應(yīng)))。但是，鋅空氣電池的充電過程非常緩慢。通常，鋅-空氣電池的正極的鋅板或鋅顆粒被氧化成氧化鋅并在放電過程中失效。通常，采用直接替換鋅板或鋅顆粒和電解質(zhì)的方法。以便完全更換鋅空氣電池。

鋅空氣電池的充電模式打破了普通電池的傳統(tǒng)充電模式。采用機(jī)械更換電池鋅板或鋅粒的“充電”方式，整體上代替了鋅空氣電池的活性物質(zhì)，更換了整個(gè)鋅空氣電池。電池不再需要花費(fèi)很長時(shí)間即可充電，更換20kWh電池組僅需1分40秒。只要沿公路安裝鋅板或鋅粒和電解液盒的機(jī)械整體更換站，其效果就與目前內(nèi)燃機(jī)車的加油站一樣，直接“充電”，可以為用戶提供極大的便利。

成組的鋅空氣電池具有良好的一致性，沒有其他類型電池的充電和放電的不均勻現(xiàn)象。允許深度放電，電池的容量不受放電強(qiáng)度和溫度的影響。能在-20～80℃的溫度范圍內(nèi)正常工作。鋅空氣電池可以完全實(shí)現(xiàn)密封免維護(hù)，便于電池組能量的管理。

顧名思義，鋁空氣電池是一種使用鋁和空氣作為電池材料的新型電池。它是一種無污染，持久，穩(wěn)定和可靠的電源，并且是一種非常環(huán)保的電池。電池的結(jié)構(gòu)和所使用的原材料可根據(jù)不同的實(shí)際環(huán)境和要求進(jìn)行更改。具有很大的適應(yīng)性。它可以在陸地和深海中使用。它可以用作動(dòng)力電池，也可以用作長壽命和高能量專用信號電池是一種非常強(qiáng)大的電池，具有廣闊的應(yīng)用前景。

鋰空氣電池的理論比能為11430Wh / kg(不包括O2重量)，與汽油的比能相似。因此，鋰空氣電池系統(tǒng)的實(shí)際比能量有望達(dá)到1700Wh / kg。在過去的十年中，尤其是近年來，對鋰空氣電池進(jìn)行了廣泛的研究，并報(bào)告了許多重要的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但是最高電池的實(shí)際能量密度僅高于鋰離子電池。因此，為了提高電池的能量密度和倍率性能以在未來的領(lǐng)域中實(shí)際應(yīng)用，需要更多的突破。

與其他電池相比，鋰空氣電池具有高比能量，低成本，可充電性和環(huán)境友好性。但是，對于有機(jī)系統(tǒng)，對空氣電極，電解質(zhì)，催化劑等有一定了解，但是仍然存在一些重要問題，例如放電性能，能效，催化劑，空氣電極設(shè)計(jì)，所有鋰空氣電池系統(tǒng)關(guān)鍵科學(xué)問題。這些問題的解決將促進(jìn)鋰空氣電池的實(shí)際應(yīng)用。相信通過閱讀以上內(nèi)容，每個(gè)人對空氣電池都有初步的了解，希望大家對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行總結(jié)，以便不斷提高設(shè)計(jì)水平。