空气电池的工作原理以及不同种类的特点分析

在生活中，你可能接触过各种各样的电子产品，那么你可能并不了解它的一些组成部分，比如它可能含有的空气电池，那么接下来让小编带领大家一起学习空气电池。空气电池是化学电池的一种。构造原理与干电池相似，所不同的只是它的氧化剂取自空气中的氧。例如有一种空气电池，以锌为阳极，以氢氧化钠为电解液，而阴极是多孔的活性炭，因此能吸附空气中的氧以代替一般干电池中的氧化剂(二氧化锰)。下面重要描述三种空气电池的工作原理以及特点。

锂空气电池采用锂作为负极活性材料，采用多孔的气体扩散层电极作为正极材料，按电解质体系重要分为有机电解液体(非水性电解液体系)、水性电解液体系、混合电解液体系和全固态电解质体系。

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，在电池放电时出现化学反应，铝和氧用途转化为氧化铝。

锌空气电池使用锌(Zn)作为正极，使用氧气作为负极，使用氢氧化钾(KOH)作为电解质。锌空气电池的化学反应类似于普通的碱性电池。基本工作原理是电池正电极上的锌和电解质中的OH-经过电化学反应(负电极反应)释放电子。同时，GDE(气体扩散电极或空气负电极)反应层中的催化剂与电解质接触，并通过扩散进入电池的空气中的氧气吸收电子，并进行电化学反应(正电极反应))。但是，锌空气电池的充电过程非常缓慢。通常，锌-空气电池的正极的锌板或锌颗粒被氧化成氧化锌并在放电过程中失效。通常，采用直接替换锌板或锌颗粒和电解质的方法。以便完全更换锌空气电池。

锌空气电池的充电模式打破了普通电池的传统充电模式。采用机械更换电池锌板或锌粒的“充电”方式，整体上代替了锌空气电池的活性物质，更换了整个锌空气电池。电池不再要花费很长时间即可充电，更换20kWh电池组仅需1分40秒。只要沿公路安装锌板或锌粒和电解液盒的机械整体更换站，其效果就与目前内燃机车的加油站相同，直接“充电”，可以为用户供应极大的便利。

成组的锌空气电池具有良好的一致性，没有其他类型电池的充电和放电的不均匀现象。允许深度放电，电池的容量不受放电强度和温度的影响。能在-20～80℃的温度范围内正常工作。锌空气电池可以完全实现密封免维护，便于电池组能量的管理。

顾名思义，铝空气电池是一种使用铝和空气作为电池材料的新型电池。它是一种无污染，持久，稳定和可靠的电源，并且是一种非常环保的电池。电池的结构和所使用的原材料可根据不同的实际环境和要求进行更改。具有很大的适应性。它可以在陆地和深海中使用。它可以用作动力锂电池，也可以用作长寿命和高能量专用信号电池是一种非常强大的电池，具有广阔的应用前景。

锂空气电池的理论比能为11430Wh/kg(不包括O2重量)，与汽油的比能相似。因此，锂空气电池系统的实际比能量有望达到1700Wh/kg。在过去的十年中，尤其是近年来，对锂空气电池进行了广泛的研究，并报告了许多重要的实验结果，但是最高电池的实际能量密度仅高于锂离子电池。因此，为了提高电池的能量密度和倍率性能以在未来的领域中实际应用，要更多的突破。

与其他电池相比，锂空气电池具有高比能量，低成本，可充电性和环境友好性。但是，关于有机系统，对空气电极，电解质，催化剂等有一定了解，但是仍然存在一些重要问题，例如放电性能，能效，催化剂，空气电极设计，所有锂空气电池系统关键科学问题。这些问题的解决将促进锂空气电池的实际应用。相信通过阅读以上内容，每个人对空气电池都有初步的了解，希望大家对学习过程进行总结，以便不断提高设计水平。

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