【中國科學(xué)報(bào)】金屬空氣電池研發(fā)獲進(jìn)展

▲1000Wh 鎂空氣電池樣機(jī)演示圖
▲鎂空氣電池樣機(jī)中的單體電池放電曲線
本報(bào)訊 近日,寧波材料所動(dòng)力鋰電池工程實(shí)驗(yàn)室在優(yōu)化陰極空氣擴(kuò)散電極的結(jié)構(gòu)與制備工藝,以及開發(fā)高性能的錳氧化物氧還原催化劑的基礎(chǔ)上,成功研制出1000Wh鎂空氣電池樣機(jī)。
金屬空氣電池具有原材料豐富、安全環(huán)保、能量密度高等一系列優(yōu)點(diǎn),被稱為“面向21世紀(jì)的新型綠色能源”,具有良好的發(fā)展和應(yīng)用前景。
金屬空氣電池的陽極為活潑金屬,如鎂、鋁與鋅等,放電時(shí)金屬M(fèi)被氧化成相應(yīng)的金屬離子Mn+;電解液為堿性或中性介質(zhì),如KOH(氫氧化鉀)或NaCl(氯化鈉)水溶液;陰極活性物質(zhì)為空氣中的O2,放電時(shí)O2被還原成OH-。由于O2可完全依靠電池外部供應(yīng),不需要儲(chǔ)存在電池內(nèi)部,因此金屬空氣電池的陰極材料實(shí)質(zhì)為促使O2還原的催化劑。
開發(fā)金屬空氣電池首先需解決的問題是陰極空氣擴(kuò)散電極的制備和高性價(jià)比氧還原催化劑的合成。寧波材料所動(dòng)力鋰電池工程實(shí)驗(yàn)室的這項(xiàng)研究解決了這個(gè)問題。
該電池由5個(gè)單體電池串聯(lián)而成,以AZ31鎂合金為陽極,以10%的NaCl溶液為電解液,以上述空氣擴(kuò)散電極和錳氧化物催化劑為陰極。該鎂空氣電池的外觀尺寸為200×150×150 mm3,重量為2.3 kg,能量密度可達(dá)430 Wh/kg,最大輸出功率可達(dá)80W。
上述鎂空氣電池具有較好的商業(yè)化前景,可應(yīng)用為野外供電電源、移動(dòng)電源、備用電源和應(yīng)急電源等。