鋁空（kōng）氣動力電池的發展（zhǎn）進（jìn）度和介紹（shào）
一、鋁空氣動力電（diàn）池研究（jiū）取得新進展
鋁空氣電池的構成（chéng）和特點。鋁空氣電池（chí）是以鋁合金為負極、空氣電極正極、中性水溶液或堿（jiǎn）性水（shuǐ）溶液為電解質構成（chéng）的一種（zhǒng）高（gāo）能量化學電源，屬於半燃料電池。鋁空氣電池的理論能量密度可以達到2290Wh/kg，已規模應用的產品能（néng）量密度（dù）為300-400Wh/kg，遠（yuǎn）高於主流鋰（lǐ）離子（zǐ）電池（chí）芯150-240Wh/kg 的能（néng）量密度。鋁空氣電池產生電能消（xiāo）耗鋁、氧氣和水，原料來源豐富，工作過程不產生有毒有害氣體，生（shēng）成的氫氧化鋁可以電解再生或可作為汙水處（chù）理的沉（chén）澱劑使（shǐ）用，電池使用壽命一般可達3-4年。鋁空氣電池（chí）可以（yǐ）分為（wéi）一次電池和通過更換鋁負極方式實現機械可充的（de）二次電池。
國外研究進展較快，應用水平不斷提（tí）高。美國、加拿大、以色列等國均在大力開發鋁（lǚ）空氣電池作為動力電源，提高鋁的利用率（lǜ），降低空氣電極的催化（huà）劑成本（běn），增加循環壽命。1980年代（dài）末期，前南斯拉夫貝爾格萊德冶金學院和（hé）美國電技術研（yán）究公（gōng）司分（fèn）別研製出了中性和堿性鋁空（kōng）氣電（diàn）池，通過補充一次鋁電極可以供電動車運行1600km;1990年代，加拿大鋁業公司推出了能量密度（dù）為220Wh/kg 的鋁空氣電池，並裝備了4000多輛電動車試（shì）運行;
美國於1994年推出了能量（liàng）比300Wh/kg的鋁空氣電池，並（bìng）突破了集成化技術，電池組容（róng）量可以達到5000Ah以上;美國勞倫（lún）斯-利弗莫國家實驗室(LLNL在美國能源部的資助下開展了替代內燃機的（de）金（jīn）屬空氣電池研究，其與陶（táo）氏化學等公（gōng）司聯合（hé）成立的Voltek 公司開發出了世界上第一個可快速更換鋁合金負極的實用型動力鋁空氣電池係統，根據（jù）裝車試驗結（jié）果（guǒ）改進後的電池組效率由65%提高（gāo）到90%以上;2014 年（nián）以色列Phinergy 公司和美國鋁業公司在鋁空氣（qì）電池小型化研發方麵取得進展，安裝兩家公司合作研發的能量密度為300Wh/kg.
二、鋁空（kōng）氣電池（chí）成為主導動力電源仍（réng）有差距
鋁空氣動力（lì）電池是動力電源的潛（qián）在競爭（zhēng）者。當前動力電池是製約電（diàn）動汽車發（fā）展的（de）主要因素（sù），提高電池的能量密度成為動力電池的重點突（tū）破方（fāng）向之一。從能量密度、充電速度、成（chéng）本以及環保方麵綜合評價，鋁空氣電池較鎳氫電池、鋰（lǐ）離子電池具有明顯的優勢，成為電（diàn）動（dòng）汽車電（diàn）源的有力競爭者（zhě）。一是目前（qián）規模（mó）生（shēng）產的鋁（lǚ）空氣電池能量密度已經達到300-400Wh/kg，相同重（chóng）量的鋁空氣（qì）電（diàn）池可以（yǐ）使（shǐ）電動汽車行駛更多（duō）裏程;二是采用機械式“充電”的鋁空氣電池，僅需幾分鍾可完成鋁合金（jīn）電極的更換，恢複充滿狀態，遠高於電化學充電的速（sù）度;三是（shì）鋁材料豐富、價（jià）格低，電極利用率可以達到90%以上，使得鋁空氣電池的成本大幅下降。功率密度（dù）和（hé）重量製約鋁空氣電池在高功率（lǜ）電動汽車的應（yīng）用。
鋁空氣電池雖然在能量密度方麵（miàn）具有顯（xiǎn）著的（de）優勢，但其能達到的最（zuì）高功率密度僅為200W/kg，與（yǔ）鋰離子動力電池300-800W/kg 的功率密度有較大差距，100kg 鋁空氣電池能提供的最高功率為20kw，僅能滿足當前市場（chǎng）上在售極少數小型低（dī）功率電動汽車對電池組的要求，絕（jué）大多數在售純電動（dòng）汽（qì）車若單獨使用鋁空氣電池，則較難滿足駕駛者對最高車速和加速性能的要求，如需獲得鋰離子動力電池同樣的功率，鋁空氣電池組（zǔ）的重量大約是鋰離子電池組的（de）4倍（bèi）甚至更（gèng）高。
混合電源（yuán）係統或將成為加速鋁空氣電（diàn）池應用的有效解決方案。由於鋁空氣（qì）電池存在功率密度低的問題，鋰離子電（diàn）池的能量密度（dù）還需要相對較長（zhǎng）的時間突破，鋁空氣電池和鋰離子電池組成的（de）混合電（diàn）源係統有望成為當前電動汽車兼（jiān）顧加速（sù）性能和提高續航裏程的優選應用解決方案，並將加速鋁空氣電池在（zài）純電動汽車的應用（yòng）。2010 年特斯拉（lā）對類似方案的研究已經取得進展，並申請了“電（diàn）動汽（qì）車增程混（hún）合動力電池組係統”的專（zhuān）利，專利電池組使用鋰離子和金屬空氣兩種類型的電池，其混合動力係統是從電到電的方式（shì），工作時鋰離子電池組直接給車供電，金屬空氣電（diàn）池組發（fā）揮能量密度高、可以存儲較多（duō）電能的優勢為鋰離子電池（chí）組提供電能，最終實現提高續航裏程的目的。
三（sān）、我國需跟進研究鋁空氣電池技術
緊跟技術發展新（xīn）動向（xiàng），著力（lì）突破關鍵材料、零部件和工藝技術。依托“工業強基專項行動”，發揮市場在資源（yuán）配置中的決定（dìng）性作用，圍繞“應用牽引、平（píng）台支撐、重點突破”的發展思路，扶持（chí）在鋁空氣（qì）電池領域具有基（jī）礎優勢的企業、科研機構緊跟鋁空氣動力電（diàn）池技術發展新趨勢，重點突破鋁合金電極（jí）和銀基催（cuī）化劑等（děng）關鍵材料，鋁（lǚ）空氣電池（chí）電源管（guǎn）理（lǐ）係統等關鍵（jiàn）零部（bù）件，高利用率鋁合（hé）金電極生產工藝（yì）技術和成組鋁空氣電池組電極快速更換技術等關鍵技術。
支持協同創新，夯實新（xīn）型動力電池發展基（jī）礎。支持建立產、學、研、用多主體共同持股的電動汽車動力電池研究機構，以新型（xíng）動力電池（chí）工程化應（yīng）用研究為要務，以推動產（chǎn）業化應用為目的，發揮市場競爭和市場調節的作用，以市場化運營模式加強新型動力電池核心技術，多類型電池混合電源管理係統（tǒng）、動力電池模塊等關鍵零部件（jiàn），相關產品和（hé）標準的研發投入和協同創新，建立標準化的動力電（diàn）池產品和零部件體係，形成“技術成果有償開放使用、共建方按股（gǔ）權分配經營收益”的良（liáng）性發展機製，逐步構建穩固的新型動力電池發展基礎。
開展國際合作，加快引進鋁（lǚ）空氣電池先進技術。鼓勵企業開展（zhǎn）國（guó）際合作，依托我國巨大的市場需求優勢，與以色列Phinergy公司、美國（guó）鋁業（yè）公司等擁有先進鋁空氣動力電池技術的企業開展合作，成立合資企（qǐ）業或（huò）引進先進技術，充分利用合資合作（zuò）產生的技術（shù）外溢，帶動鋁空氣動力電池自主創新發展;鼓勵有條件的（de）企業實施“走出去”戰略，支持企業通過海外並購獲取鋁空氣動力電池（chí）核心技術。
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