开发中的锂空气电池一些研发知识之21
开发中的锂空气电池一些研发知识之17
开发中的锂空气电池一些研发知识之17理论上30kg金属锂释放的能量与40L汽油释放的能量基本相同。
如果从用过的水性电解液中回收空气极生成的氢氧化锂（LiOH），很容易重新生成金属锂，可作为燃料进行再利用。
目前，各种锂离子电池，将会接受安全性、环保以及市场的考验，最后选择谁胜谁负。
目前的锂空气电池的寿命并不能令人满意，虽然相关新的发现和发明不断传来，但是权威人士估计这项技术的完善大约需要十年时间。
正是由于锂空气电池目前商业化化可望而不可及，就希望开发锌电池。
虽然它开发得很早，但是大容量及大电流放电性能差，再次充电效果很差。
低功率锌空气湿电池和高功率锌空气电池属于临时激活型，活性炭电极能反复使用，因而电池在耗尽电荷量以后，只能更换锌电极和碱液，才可以重复使用。
现在简要介绍一下锌空气电池，让您与锂空气电池作一下对比。
☉◇锌空气电池研究新动向◇☉相关研究所对锌空气电池进行全面研究和尝试，电池再次充电效果差锌空气电池(zincairbattery)，用活性炭吸附空气中的氧或纯氧作为正极活性物质，以锌为负极，以氯化铵或苛性碱溶液为电解质的一种原电池。
又称锌氧电池。
分为中性和碱性两个体系的锌空气电池，分别用字母A和P表示，其后再用数字表示电池的型号。
锌空气电池都充电过程进行得十分缓慢，为解决这一问题，通常锌空气电池的负极锌板或锌粒，被氧化成氧化锌而失效后，一般采用直接更换锌板或锌粒和电解质的方法，使锌空气电到完全更新。
放电时正、负极和总反应的化学方程式为：负极：Zn+2OHˉ=ZnO+H2O+2eˉ正极：0.5O2+H2O+2eˉ=2OHˉ总反应：2Zn+O2=2ZnO现在锌锰电池中用含铂的多孔性炭电极代替二氧化锰炭包，开发了锌空气干电池的技术。
锌空气电池主要有4种类型：①中性锌空气电池:结构与锌锰圆筒形电池的类同，也采用氯化铵与氯化锌为电解质，只是在炭包中以活性炭代替了二氧化锰，并在盖上或周围留有通气孔，在使用时打开;②纽扣式锌空气电池：结构与锌银扣式电池基本相同，但在正极外壳上留有小孔，使用时可打开;③低功率大载荷电量的锌空气湿电池：将烧结或粘接式活性炭电极和板状锌电极组合成电极组浸入盛有氢氧化钠溶液的容器中;④高功率锌空气电池：一般是将薄片状粘结式活性炭电极装在电池外壁上，将锌粉电极装在电池中间，两者之间用吸液的隔膜隔离，上口装有注液塞。
锂电的最终形态——锂空气电池
锂电的最终形态——锂空气电池如果说锂硫电池是替代锂离子电池的下一代锂电，那么锂空气电池将是锂电的最终形态。
从锂电诞生到应用才短短的几十年，然而电池产业已经逐渐替代化石能源。
尤其是动力电源与3C设备对锂离子电池有着源源不断的需求。
而目前的LiCoO2材料（理论比容量275mAh/g）始终制约着锂离子电池的发展和应用。
目前商业发展中，Tesla和比亚迪作为电动汽车的领头行业，分别选择三元正极材料和LiFePO4为锂离子电池正极材料。
但Tesla 依旧使用松下制作提供的18650电芯，以上千个电芯组装电池包，为汽车提供动力。
同样，LiFePO4 由于理论容量只有170mAh/g，且振实密度低，比亚迪所推出的汽车多数还是油电混合的过渡状态。
2016年5月10日，比亚迪在投资者互动平台表示，公司未来的插电式混合动力汽车将尝试使用三元锂电池。
广受追捧的iphone 6S也因1715mAh的电池饱受争议，而后期推出的iPhone 6s Smart Battery Case更是显现了苹果公司在电源部分的短板。
目前人们急需一种高性能的新型电池，2012年，牛津大学的Peter George Bruce教授在Nature发文提出新一代的高性能电池是锂硫电池和锂空气电池。
如果说锂硫电池是替代锂离子电池的下一代锂电，那么锂空气电池将是锂电的最终形态。
锂空气电池原理锂空气电池（Li-Air battery）正极为空气，负极为金属锂。
传统商业化以LiCoO2为正极的锂离子电池的理论比容量为273.8mAh/g，能量密度为360 Wh/kg。
而锂空气电池由于是一个开放体系，空气电极没有极限，因而理论容量大于其它封闭式电池。
（以反应产物Li2O计算非水系能量密度为3505Wh/kg，水系以LiOH计算为3582Wh/kg，能量密度为LiCoO2电池的十倍左右）锂空气电池电解液不同，具有不同的反应方程：2Li+ + 2e–+ O2→ Li2O2（非水系电解液）2Li+ + 2e– + ? O2 + H2O →2LiOH（水系电解液）注：非水系电解液以有机溶剂替代水溶解锂盐，本文以非水体系为主。
锂空气电池的安全性能要求与电池包设计
锂空气电池的安全性能要求与电池包设计锂空气电池作为一种新型的电池技术，在能量密度和环境友好性方面具有巨大的潜力。
然而，由于其独特的构造和特点，保证其安全性能是使用和开发锂空气电池的关键问题之一。
本文将从安全性能要求和电池包设计两个方面进行探讨。
首先，锂空气电池的安全性能要求包括以下几个方面：1. 高温稳定性：锂空气电池在高温环境下容易出现电解液的挥发、热失控等问题。
因此，在设计锂空气电池时，需要选择高温稳定性好的电解液和材料，并对电池进行严格的热失控测试，确保其在高温环境下不会出现安全问题。
2. 充放电稳定性：锂空气电池在长时间使用过程中容易出现充放电不稳定、容量衰减等问题。
为了保证锂空气电池的长寿命和安全性能，需要进行充放电循环测试，并对电池进行容量衰减评估，确保其在使用过程中能够稳定工作。
3. 短路和过充保护：由于锂空气电池的电化学特性，一旦发生短路或过充现象，容易引发电池热失控、爆炸等严重事故。
因此，在锂空气电池的设计中，需要添加短路保护装置和过充保护装置，以防止电池在异常情况下发生事故。
4. 电池包封装：锂空气电池通常使用电池包进行封装，为了确保电池包的安全性能，需要选择防火、阻燃的材料，并采用阻燃设计，以防止电池包在充放电过程中发生火灾。
其次，锂空气电池的电池包设计也是保证其安全性能的重要环节。
电池包设计需要考虑以下几个因素：1. 结构设计：电池包应具备合理的结构设计，以提供足够的刚性和耐久性，并能够有效保护内部的锂空气电池。
2. 温控系统：为了防止电池过热，需要在电池包中添加温度传感器，并配备温控系统，实时监测电池温度并采取相应的措施，如风扇散热或降低电池功率输出等。
3. 电池管理系统：电池包需要配备电池管理系统（BMS），可以监测电池的电压、温度、电流等参数，及时发现异常情况并采取保护措施。
4. 短路和过充保护：电池包还应配备短路保护和过充保护装置，以保证电池在异常情况下不会发生事故。
开发中的锂空气电池一些研发知识之34
开发中的锂空气电池一些研发知识之34理论上30kg金属锂释放的能量与40L汽油释放的能量基本相同。
如果从用过的水性电解液中回收空气极生成的氢氧化锂（LiOH），很容易重新生成金属锂，可作为燃料进行再利用。
目前，各种锂离子电池，将会接受安全性、环保以及市场的考验，最后选择谁胜谁负。
目前的锂空气电池的寿命并不能令人满意，虽然相关新的发现和发明不断传来，但是权威人士估计这项技术的完善大约需要十年时间。
牵动心弦的四川芦山地震现场，活跃着多支救灾队伍。
除了公众熟知的子弟兵、医疗、志愿者等队伍外，还有数支特殊的队伍，即科技救灾队伍。
其中，镁空气储备电池组成的应急移动电源设备队伍大受关注。
大小1.2升、重1公斤左右的“充电器”，学名是“镁空气储备电池”，这小家伙能满足一台10瓦LED照明灯工作30天，或为200部智能手机充电。
这款“镁空气储备电池”能量十分高，能量密度单位达到800瓦时/千克，1公斤这种新型电池，相当于运用于汽车的铅酸电池的30倍。
“不需要充电，换了镁片加点水就能接着干。
”☉◇中国镁空气电池研究新动向◇☉国内发明的镁空气电池在四川芦山地震现场亮相镁空气储备电池能满足一台10瓦LED照明灯工作30天，或为200部智能手机充满电。
业内人士指出，鉴于镁储备电池的独特优势，其未来如果能普及将有望带动金属镁需求的增长。
镁空气储备电池，地震灾区显身手牵动心弦的四川芦山地震现场，活跃着多支救灾队伍。
除了公众熟知的子弟兵、医疗、志愿者等队伍外，还有数支特殊的队伍，即科技救灾队伍。
其中，镁空气储备电池组成的应急移动电源设备队伍大受关注。
科学家们此次带来的物品，几乎成为灾民的生活必备之物。
芦山县姜维路有一排清一色的黑色帐篷，这里驻扎着来自四川省内其他市县的交警支援队伍，帐篷里那台抢手的“充电器”和“照明灯”深受军民的喜爱。
这台大小1.2升、重1公斤左右的“充电器”，学名是“镁空气储备电池”，这小家伙能满足一台10瓦LED照明灯工作30天，或为200部智能手机充电。
开发中的锂空气电池一些研发知识之27
开发中的锂空气电池一些研发知识之27理论上30kg金属锂释放的能量与40L汽油释放的能量基本相同。
如果从用过的水性电解液中回收空气极生成的氢氧化锂（LiOH），很容易重新生成金属锂，可作为燃料进行再利用。
目前，各种锂离子电池，将会接受安全性、环保以及市场的考验，最后选择谁胜谁负。
目前的锂空气电池的寿命并不能令人满意，虽然相关新的发现和发明不断传来，但是权威人士估计这项技术的完善大约需要十年时间。
☉◇锂空气电池研究新动向◇☉空气电池的分类和特点近来，空气电池逐渐成为焦点。
了解一下目前主流空气电池的分类及特点。
锌空气电池锌空气电池，用活性炭吸附空气中的氧或纯氧作为正极活性物质，以锌为负极，以氯化铵或苛性碱溶液为电解质的一种原电池。
又称锌氧电池。
锌空气电池的充电过程进行得十分缓慢，为解决这一问题，通常锌空气电池的负极锌板或锌粒，被氧化成氧化锌而失效后，一般采用直接更换锌板或锌粒和电解质的方法，使锌空气电池得到完全更新。
锂空气电池大容量锂空气电池并非新概念，至今都未普及原因是它存在致命缺陷。
目前，锂离子电池已经是下一代充电式混合动力车和电动车的理想之选，但其潜力有限。
理论上能源密度远远大于锂离子电池的金属锂空气电池备受关注。
它以全新的构成极大提高电池的能量密度。
由于在正极上使用空气中的氧作为活性物质，理论上正极的容量密度是无限的，可加大容量。
另外，如果负极使用金属锂，理论容量会比锂离子充电电池提高一位数。
但是锂空气电池至今都未普及的原因是它存在致命缺陷，即固体反应生成物氧化锂会在正极堆积，使电解液与空气的接触被阻断，从而导致放电停止。
铝空气电池铝空气电池，顾名思义就是以铝与空气作为电池材料的一种新型电池。
它是一种无污染、长效、稳定可靠的电源，是一款对环境十分友好的电池。
电池的结构以及使用的原材料可根据不同实用环境和要求而变动，具有很大的适应性，既能用于陆地也能用于深海，既可做动力电池，又能作长寿命高比能的信号电池，是一款十分强大的电池，有很广阔的应用前景。
开发中的锂空气电池一些研发知识之三
开发中的锂空气电池一些研发知识之三理论上30kg金属锂释放的能量与40L汽油释放的能量基本相同。
如果从用过的水性电解液中回收空气极生成的氢氧化锂（LiOH），很容易重新生成金属锂，可作为燃料进行再利用。
目前，各种锂离子电池，将会接受安全性、环保以及市场的考验，最后选择谁胜谁负。
目前的锂空气电池的寿命并不能令人满意，权威人士估计这项技术的完善大约需要十年时间。
专家们的研究结论不尽相同但以上研究并没有从根本上解决电池循环过程中锂氧化物沉积并堵塞孔道的问题，而且在多孔碳材料的比表面积对电池性能的影响上，存在一些相矛盾的报道。
⑴有专家认为：放电电容与比表面积成正比的关系。
⑵但另外的专家认为：放电电容与商用碳材料的比表面积并无正比的关系，而应综合考虑比表面积与介孔尺寸的大小。
为了改善这方面的问题，有专家研究小组首次采用多孔分层石墨烯作为空气电极端的碳材料，应用在有机-水混合体系锂空气电池中，实验证明，功能化的石墨烯不仅可以提供更多的介孔孔道，而且具有更高的催化活性，被认为是很有前景的空气电极材料。
⑶专家研究小组基于气泡构建的中空球体石墨烯结构的形态与破损的蛋壳相似，这种微小的黑色粒子直径仅为3-4μm。
利用这种结构的石墨烯作成空气电极后应用于锂空气电池中，电池放电容量达到15000mAh/g，为目前所报道文献中的最高值。
他们认为，这种功能化的双峰石墨烯结构既有微米大小的开放孔隙，可加快氧气扩散，也有大量纳米孔隙（2-50nm），可催化Li-O2反应，同时防止过快增长的放电产物阻塞化学通道。
⑷首次在有机体系中应用纳米分层石墨烯的另一研究组的研究也表明：分层有序多孔结构的石墨烯中的缺陷和功能组，有利于形成孤立的纳米尺寸的Li2O2颗粒，有助于防止空气电极中的空气阻塞。
尽管新型碳材料石墨烯可以大大延缓锂氧化物在空气电极中的阻塞问题，但问题的根本并未得到解决。
⑸有专利申请人认为：采用基于纳米阵列结构的开放式设计可以很好的解决这一问题。
锂空气电池的研究发展及应用
锂空气电池的研究发展及应用近年来，随着移动互联网、电动汽车等新兴领域的急剧发展，对电池的需求量越来越大。
而作为近几年兴起的一种新型电池，锂空气电池因其高能量密度、低成本等优点备受关注。
本文将就锂空气电池的研究发展及应用进行探讨。
一、锂空气电池的概念锂空气电池是指通过将锂与空气中的氧化合生成电能的一种化学反应电池。
锂金属本身是非常活泼的一种金属反应性元素，而氧气又是空气中最常见的元素，因此将这两种元素结合在一起反应产生的电池能量直接影响了锂空气电池的能量密度。
锂空气电池具有极高的能量密度、最终产品也相对环保，不产生严重的污染物，具有极高的应用前景。
二、锂空气电池的原理锂空气电池的主要反应可以被描述为：2Li + O2 → Li2O2锂金属和氧气反应会产生亚氧化锂，这是一种亮黄色的固体，固体亚氧化锂将溶解在电解质中，并形成氢氧根离子。
锂空气电池的电解液其实就是含碱液体（如氢氧化钾或氢氧化锂等）的水溶液，而氧气往往从空中被引入到电池内部进行反应，因此，该电池被归类为空气电池。
三、锂空气电池的研究发展锂空气电池是电池领域里的老生常谈，但一直没有得到广泛的应用，主要是因为锂空气电池的耐久性不足。
主要表现在电解质的分解和氧气极的极化等方面。
针对以上问题，国内外许多科学家们已经开始加强对锂空气电池的研究，试图找到利用锂空气电池的更多新途径。
在研究过程中，科学家们对电解质、催化剂和电极材料等方面进行了探索和改进，旨在让锂空气电池更加高效和耐久。
目前，锂空气电池的研究发展主要集中在以下几个方面：1.电解质：研究水性电解质，或气相水汽的分离蒸馏，制备纯度较高的电解质从而提升电池的循环利用寿命。
2.催化剂：研究表面积大、活性高、稳定性高的催化剂，能够促进电极表面的反应，提升电池的放电性能。
3.电极材料：研究新型电极材料，尝试利用生物质等环保材料替代传统氧化铈等贵金属材料，减少材料成本并提升电池循环利用寿命。
四、锂空气电池的应用前景锂空气电池因其高能量密度、低成本等优点，具有极高的应用前景。
开发中的锂空气电池一些研发知识之二
开发中的锂空气电池一些研发知识之二理论上30kg金属锂释放的能量与40L汽油释放的能量基本相同。
如果从用过的水性电解液中回收空气极生成的氢氧化锂（LiOH），很容易重新生成金属锂，可作为燃料进行再利用。
目前，各种锂离子电池，将会接受安全性、环保以及市场的考验，最后选择谁胜谁负。
目前的锂空气电池的寿命并不能令人满意，权威人士估计这项技术的完善大约需要十年时间。
锂空气电池国内外研究现状及分析锂空气电池按其构造和原理，主要分为三类：①有机体系、②有机-水混合体系、③固态体系。
目前的研究方向主要集中在有机体系与有机-水混合体系。
相比于有机-水混合体系，有机体系由于具有较高的能量密度、结构简洁、除空气电极外，可利用锂离子电池技术、溶剂与反应无关等特点，而受到重视。
有机体系锂空气电池主要由金属锂负极、含有可溶性锂盐的有机电解液以及空气电极（即正极，通常由高比表面积的多孔碳组成）所构成。
放电时，在负极上发生氧化反应：Li→Li++e-，而在正极上Li+与O2反应生成Li2O2或Li2O。
体系发生如下的被称为氧还原(Oxygen Reduction Reaction, ORR)的反应：2Li+O2→Li2O2E0= 2.96 V vs. Li/Li+4Li+O2→2Li2O E0= 2.91 V vs. Li/Li+在催化剂及足够高的充电电压存在时，上述反应将是可逆的，并发生析氧反应(Oxygen Evolution Reaction, OER)。
因此，有机体系可以实现锂空气电池的再充电。
而在实际充放电过程中，电池充电时，充电电压增大至约4.0 V，充电过电压明显大于放电过电压，体系的能量效率仅为65%。
因此，需要寻找优异的电催化剂来降低过电压从而提高能量效率。
此外，由于Li2O2与Li2O无法溶解于有机电解液中，氧化物将不断在多孔碳的孔道内沉积，这将阻止O2的进入，并且不断沉积的氧化物会破坏多孔电极，这将严重影响电池的寿命。
锂空气电池原理
锂空气电池原理
锂空气电池是一种新型的电池技术，它的原理是利用空气中的氧气与锂金属反应产生电能。
锂空气电池的优点是能量密度高，理论上可以达到每公斤1000瓦时以上，比目前市场上的锂离子电池高出数倍。
同时，锂空气电池还具有环保、安全等优点，因此备受关注。
锂空气电池的工作原理是将锂金属作为负极，空气中的氧气作为正极，通过电解质将两者隔离。
当电池工作时，锂金属会释放出电子，形成锂离子，同时氧气会与锂离子反应，形成氧化锂。
这个反应过程会释放出电子，形成电流，从而产生电能。
锂空气电池的优点在于其能量密度高，这意味着它可以储存更多的电能，从而提供更长的使用时间。
同时，锂空气电池还具有环保、安全等优点。
由于其正极是空气中的氧气，因此不需要使用有害的化学物质，对环境没有污染。
此外，锂空气电池的负极是锂金属，而不是锂离子，因此不会出现锂离子电池中的热失控等安全问题。
然而，锂空气电池也存在一些问题。
首先，锂空气电池的实际能量密度远低于理论值，目前只有锂离子电池的一半左右。
其次，锂空气电池的寿命较短，需要经常更换。
此外，锂空气电池的充电速度较慢，需要较长时间才能充满。
总的来说，锂空气电池是一种具有潜力的电池技术，具有高能量密度、环保、安全等优点。
随着技术的不断发展，相信锂空气电池将
会在未来得到更广泛的应用。
锂空气电池
有机体系里空气电池
结构示意图
锂空气电池有一个重要的问题：Li2O2无法溶解于有机电解液中， Li2O2将不断 在负极材料表面沉积，这将阻止O2的进入，导致放电终止。因此人们意识到要提高 有机电解液体系的锂空气电池的放电容量，空气电极是关键因素。 锂空气电池中所用的空气电极通常由多孔碳组成，多孔碳结构可以为O2向碳电解液界面的扩散提供气体传输通道，同时多孔结构可以为放电过程中形成的 Li2O2提供存储空间。当碳材料的孔道完全被Li2O2所填充时，放电过程将会终止。电解 液在孔道内的传输也将是决定锂空气电池能量储存的另一重要参数。以上各方面 表明，多孔碳材料的微观结构将严重影响电池的性能。研究新型的多孔碳电极材 料，从而提高容量、能量及功率密度，并且改善体系的稳定性，已经成为该领域 的研究热点。
锂空气电池
锂-空气电池
锂空气电池原理如图所示，以金属锂为负极， 由碳基材料组成的多孔电极为正极，放电过程中， 金属锂在负极失去电子成为锂离子，电子通过外电 路到达多孔正极，电子将空气中的氧气还原，这一 反应持续进行，电池便可以向负载提供能量。充电 过程正好相反，在充电电压的作用下，放电过程中 产生的放电产物首先在多孔正极被氧化，重新放出 氧气，锂离子则在负极被还原成金属锂。由此可见， 整个过程中不会产生对环境有害的物质，完全是零 污染的绿色过程。 锂空气电池的另一个重大优势就是正极的活性 物质氧气是直接来源于周围空气，因而是取之不尽 用之不竭的，并且不需要储存在电池内部，这样既 降低了成本又减轻了电池的重量，所以电池的能量 密度完全取决于金属锂一侧。通过理论计算可以得 出，锂空气电池的能量密度可以达到13200Wh/Kg的 超高理论能量密度，这一能量密度足以和汽油相媲 美，从而有望完全代替汽油，真正实现纯电动汽车。
锂空气电池的工作原理
锂空气电池的工作原理1. 介绍锂空气电池的结构锂空气电池的结构主要包括锂阳极、氧气阴极、电解质和隔膜等部分。
锂阳极和氧气阴极之间通过电解质和隔膜隔开，以防止两者直接接触而发生短路或者其他问题。
（1）锂阳极锂空气电池的阳极通常由锂合金或者锂离子构成，这种材料具有高能量密度和低电位的特点，适合作为锂空气电池的阳极材料。
锂合金或者锂离子在放电过程中会脱除电子并向电解质中的阴极迁移，同时释放出电能。
（2）氧气阴极锂空气电池的阴极使用空气，因此被称为氧气阴极。
当电池处于放电状态时，氧气会与电解质中的阳离子发生氧化还原反应，从而释放出电能。
在充电状态时，氧气则被用来氧化阳离子并储存电能。
（3）电解质和隔膜电解质和隔膜在锂空气电池中起着重要的隔离作用，它们既能保护阳极和阴极不直接接触，又可以让阳离子和阴离子进行传输和交换。
同时，电解质要具有高离子导电性和化学稳定性，以保证电池的正常运行。
2. 锂空气电池的工作过程锂空气电池在放电和充电状态下存在不同的工作过程，下面将分别介绍这两个状态下的工作过程。
（1）放电状态在锂空气电池的放电状态下，锂合金或者锂离子会脱除电子，向电解质中的阴极迁移。
与此同时，氧气会与电解质中的阳离子发生氧化还原反应，释放出电能。
这个过程可以用以下方程式描述：阴极：O2 + 4e- + 4Li+ → 2Li2O阳极：2Li → 2Li+ + 2e-整体反应：2Li + O2 → 2Li2O这个氧化还原反应产生的电能可以被外部电路所捕获，并用于驱动电子设备或者储存起来。
（2）充电状态在锂空气电池的充电状态下，相反的反应过程会发生。
通过外部电源提供电能，并通过将氧气还原为氧化物并将锂离子还原为金属锂的反应，将电能储存起来。
反应可以用以下方程式描述：阴极：2Li2O → O2 + 4Li+ + 4e-阳极：2Li+ + 2e- → 2Li整体反应：2Li2O + 4Li → 4Li2O这个循环过程使得电池能够在放电和充电状态之间切换，并实现对电能的储存和释放。
开发中的锂空气电池一些研发知识之40
开发中的锂空气电池一些研发知识之40理论上30kg金属锂释放的能量与40L汽油释放的能量基本相同。
如果从用过的水性电解液中回收空气极生成的氢氧化锂（LiOH），很容易重新生成金属锂，可作为燃料进行再利用。
目前，各种锂离子电池，将会接受安全性、环保以及市场的考验，最后选择谁胜谁负。
目前的锂空气电池的寿命并不能令人满意，虽然相关新的发现和发明不断传来，但是权威人士估计这项技术的完善大约需要十年时间。
在中国，锌空气电池，已经在北京、天津、武汉、上海、昆明等地布局，前景美好，但广泛应用存在的困难也不少☉◇锌空气电池研究新动向◇☉国内锌空气电池电动车应用情况中国某航空企业与香港某公司投资5亿元，设立锌空气电池研究中心，同时双方合作的锌空气电池产业化项目也落户于北京。
这个项目被列入国家863计划。
且被评为“北京市自主创新产品”。
根据相关协议和意向书，2010年，北京市安排5辆电动大客车和环卫车进行运行测试，另安排50辆电动大客车和环卫车电池，在北京市政府指定的线路进行路试，投入市公交和环卫系统的试验运行，为市场化运作提供可靠的依据。
2011年产出100辆电动大客车电池，在公交线路及定点旅游线路运行，同时新增300辆电动环卫车电池，在市政环卫系统运行，为规模化发展电动汽车打下坚实的基础。
2012年计划生产500辆电动大客车电池、500辆电动环卫车电池，加入北京市规模化发展电动汽车商业化运行的行列。
2013年实现锌空气电池规模化生产，达到年产1000辆电动大客车电池和1000辆电动环卫车电池的规模。
国内另一家较早开展锌空气电池生产的企业落户上海浦东新区。
并和数家国内外的产业链关联公司一起，在浦东新区建立一个战略合作项目公司，开展锌燃料空气电池驱动城市电动巴士运行、锌燃料生产和物流体系的示范和试运营。
由美国能源部和中国科技部授权成立的“美中能源环境技术交流中心”已经把锌空气动力燃料电池作为向中国推荐的重点合作项目，不仅将着力提升国内锌空气电池研发水平，试图解决其应用中体积大、还原成本高等技术和产业化瓶颈，还将共同推进锌空气电池在新能源汽车及更广范围内的应用。
开发中的锂空气电池一些基本知识介绍
开发中的锂空气电池一些基本知识介绍理论上30kg金属锂释放的能量与40L汽油释放的能量基本相同。
如果从用过的水性电解液中回收空气极生成的氢氧化锂（LiOH），很容易重新生成金属锂，可作为燃料进行再利用。
目前，各种锂离子电池，将会接受安全性、环保以及市场的考验，最后选择谁胜谁负。
目前的锂空气电池的寿命并不能令人满意，权威人士估计这项技术的完善大约需要十年时间。
锂空气电池介绍锂空气电池是一种用锂作阳极，以空气中的氧气作为阴极反应物的电池。
放电过程：阳极的锂释放电子后成为锂阳离子（Li+），Li+穿过电解质材料，在阴极与氧气、以及从外电路流过来的电子结合生成氧化锂（Li2O）或者过氧化锂（Li2O2），并留在阴极。
锂空气电池的开路电压为2.91V。
锂空气电池比锂离子电池具有更高的能量密度，因为其阴极（以多孔碳为主）很轻，且氧气从环境中获取而不用保存在电池里。
理论上，由于氧气作为阴极反应物不受限，该电池的容量仅取决于锂电极，其比能为5.21kWh/kg（包括氧气质量），或11.14kWh/kg（不包括氧气）。
相对与其他的金属-空气电池，锂空气电池比能量是目前最高的。
从下表中可以看出锂空气电池比能是最高的只在金属锂的负极使用有机电解液，正极的空气级使用水性电解液，正负极之间由固体电解质隔开。
既可以用作充电电池也可用作燃料电池使用。
如果在负极的有机电解液和空气极的水性电解液之间，用只能通过锂离子的固体电解质隔开的话，可防止两电解液发生混合，而且能促进电池发生反应。
这样，能够防止正极的固体反应生成物——氧化锂（Li2O）析出。
该电池通过放电反应生成的不是固体氧化锂（Li2O），而是易溶于水性电解液的氢氧化锂（LiOH），这样就不会引起空气极的碳孔堵塞。
另外，由于水和氮等无法通过固体电解质隔膜，因此不存在和负极的锂金属发生反应的危险。
此外，配置了充电专用的正极，可防止充电时空气极发生腐蚀和劣化。
负极采用金属锂条，负极的电解液采用含有锂盐的有机电解液。
锂空气电池的工作原理
锂空气电池的工作原理
锂空气电池是一种新型的电池技术，其工作原理如下：
1. 正极反应：锂空气电池的正极是由纯净的锂金属构成。
在正极反应中，锂金属氧化生成锂离子（Li+）：
Li → Li+ + e-
2. 负极反应：负极是由碳材料构成，碳材料中含有大量的小孔，能够吸收空气中的氧气。
负极反应发生在碳材料与氧气之间，生成氧气化碳（CO2）和电子（e-）：
O2 + 2e- → 2O2-
3. 电子流动：电子通过外部电路从负极流向正极，产生电流，为外部设备供电。
同时，锂离子通过电解质溶液（通常是盐溶液）流动从正极进入负极。
4. 正负离子重新结合：在电化学反应中，锂离子和氧气化碳通过电解质溶液相互碰撞和重新结合，再次形成锂金属和氧气：Li+ + CO2 → Li + O2 + C
锂空气电池的工作原理基于锂金属和氧气之间的氧化还原反应，通过电子的流动和离子的迁移来实现电能的转化和储存。
这种电池具有高能量密度、低成本、环境友好等优势，被广泛研究和应用于电动汽车、移动设备和可再生能源等领域。
开发中的锂空气电池一些研发知识之四
开发中的锂空气电池一些研发知识之四理论上30kg金属锂释放的能量与40L汽油释放的能量基本相同。
如果从用过的水性电解液中回收空气极生成的氢氧化锂（LiOH），很容易重新生成金属锂，可作为燃料进行再利用。
目前，各种锂离子电池，将会接受安全性、环保以及市场的考验，最后选择谁胜谁负。
目前的锂空气电池的寿命并不能令人满意，权威人士估计这项技术的完善大约需要十年时间。
中国“十二五”锂离子蓄电池发展目标和发展方向中国“十二五”将紧紧把握汽车动力系统电气化的战略转型方向，突破蓄电池、电机、电控单元等关键核心技术，尤其是突破蓄电池技术瓶颈。
为了迅速提高电动车徨离子蓄电池的性能，以提高电动汽车的续驶里程。
中国《电动汽车科技发展“十二五”规划》(以下简称《规划》)提出了“十二五”面向电动车的能量型动力蓄电池模块能量密度≥120Wh/kg，功率密度≥600W/kg，循环寿命≥1600次(100%DOD);能量功率型兼顾的动力蓄电池模块能量密度≥85Wh/kg，功率密度≥600W/kg，循环寿命≥1500次(100%DOD)，安全性满足国家相关标准和规范(QC/T743-2006等)。
面向下一代纯电动汽车动力蓄电池的主要目标是：新型能量型锂离子蓄电池单体电池能量密度250Wh/kg，新体系能量型单体电池能量密度500Wh/kg，功率型锂离子蓄电池单体电池功率密度5000W/kg 的要求。
《规划》对动力蓄电池提出“以能量型动力蓄电池为主要发展方向兼顾功率型动力蓄电池和超级电容器等发展，重点突破动力蓄电池系统安全性、一致性、耐久性和低成本等关键技术，促进动力蓄电池系统集成和模块化技术发展，带动关键材料国产化，实现动力蓄电池产业技术的快速升级”，瞄准国际前沿技术，深入开展新型车用动力蓄电池自主创新研究。
为了达到上述目标，在“十二五”期间重点发展以磷酸铁锂为代表的橄榄石结构正极材料的锂离子动力蓄电池；以多元材料为代表的层状正极材料的锂离子蓄电池及锰酸锂为代表的尖晶石结构正极材料的锂离子蓄电池。
开发中的锂空气电池一些研发知识之39
开发中的锂空气电池一些研发知识之39理论上30kg金属锂释放的能量与40L汽油释放的能量基本相同。
如果从用过的水性电解液中回收空气极生成的氢氧化锂（LiOH），很容易重新生成金属锂，可作为燃料进行再利用。
目前，各种锂离子电池，将会接受安全性、环保以及市场的考验，最后选择谁胜谁负。
目前的锂空气电池的寿命并不能令人满意，虽然相关新的发现和发明不断传来，但是权威人士估计这项技术的完善大约需要十年时间。
各国都有研究锌空气电池的机构，也得到很多公司的支持，但是距离大规模应用都有不少距离。
☉◇锌空气电池研究新动向◇☉国外锌空气电池电动车应用情况目前，国外锌-空气金属燃料电池已经进入电动汽车应用阶段。
日本研制的大容量二次锌-空气金属燃料电池，采用空气和电解液受力循环的方法。
其研制出125V560Ah的动力型锌-空气金属燃料电池，其放电电流密度可达80mA/cm2，最高可达130mA/cm2。
以色列研制的大容量二次锌-空气金属燃料电池，采用机械再充循环方式，并试用于城市内邮政车辆，其放电电流密度高达120mA/cm2。
该电池装在载重1000kg、重3500kg的电动邮政车上，最高车速可达120km/h。
该车具有良好的动力性能。
以色列设有每小时能处理10kg锌的再生处理厂，可以供给10～15辆电动邮政车更换锌粒匣服务。
美国的锌空气电池，已在公共汽车和总重9t的货车上使用，公共汽车可连续行驶10h左右，货车最大续驶里程达113km。
德国的电动厢式车，标准总质量为4000kg，采用150kWh的锌空气电池，最高车速达到120km/h，一次充电后走完全程425km的路程。
但是，能够重复充电的次数并没有透露，至少没有任何惊人的成就。
瑞典的斯德哥尔摩市德电动货车、电动客车和电动服务车辆上，续驶里程350～425km之间。
该市的锌空气电池废料回收处理能力为250kg/h，可为150辆EV提供再生的锌粒。
在瑞士成立的公司专门负责锌空气充电电池的产品开发和市场推广。
锂空气电池讲解
沉淀量与孔纵深的关系
碳载体材料的比表面积对锂-空气电池的电 化学反应有着非常重要的作用。一般来说，表 面积越大就给催化剂颗粒提供了更多的分散空 间，同时也提供了更多的电化学反应活性位。 故不同的表面积导致了不同的催化剂分散程度 和催化剂在碳载体上的接触面积，这些最终都 导致了不同的催化活性。
但是，碳载体的表面积越大并非必然导致 更高的比容量。Yang等人经过对比研究，分别 将Super P，XC-72，活性炭，碳纳米管和石墨 作为碳载体应用于锂-空气电池的正极中。其中， 活性炭虽拥有最大的表面积，但比容量却不高， 这也更加强调了多孔性和孔径的重要性。例如 Super P，表面积虽不大，但孔径最大，比容量 也最大。因此在尽量保持高比表面积下，具有 中孔或大孔尺寸孔径的碳材料可以更好的满足 以上要求。如右图所示，随着放电反应的进行， 锂氧化物会随机沉淀在微孔、中孔和大孔中。 但当锂氧化物沉淀在微孔孔口时，微孔即被堵 塞，该孔内的质量传递也被终止。而在中孔及 大孔中，当锂氧化物沉淀的密度比较低时，并 不会阻碍O2和电解液的扩散。
有机体系里空气电池
锂空气电池的概念最早在1976年就被提出，
它是将金属锂作为负极，空气(或氧气)作为正极，
以及碱性水溶液作为电解液组成的一种金属一空
气电池。放电时的电池反应为：
正极 负极
O2+2H2O+4
Li →Li+
e-→4OH-+ e-Fra bibliotek电池总反应
4Li+O2+2H2O→4LiOH
这种电池存在着锂负极与水性电解液发生反映的
固态体系锂空气电池结构示意图
充放电过程中，电池具有低的极化，其充、放电电压可逆性较 好。他们认为，通过进一步系统的研究，锂-空气电池在实际应用时 的比能量将可以超过1000Wh/kg。最近，Kumar 研究小组利用氮掺杂 的高比表面积碳作为固态锂-空气电池的正极，电化学测试结果表明， 其放电容量是未进行氮掺杂的碳所组装电池的两倍。
研究新的电池技术
研究新的电池技术近年来，随着科技的不断进步和电子产品的广泛普及，人们对电池的需求也越来越大。
然而，传统的电池技术已经无法满足人们的需求，因此需要对新的电池技术进行研究。
本文将对近几年来研究的一些新型电池技术进行分析和评价。
一、锂空气电池锂空气电池是目前研究最为广泛的一种新型电池技术。
相比传统的锂离子电池，锂空气电池具有更高的能量密度和更长的使用寿命，可以实现超过5000次的充放电循环。
锂空气电池在相关行业和领域中具有广泛的应用前景，例如电动汽车、无人机、移动设备等。
目前，科学家们正在不断探索锂空气电池的材料和制造技术，希望能够更好地解决锂空气电池目前存在的安全性、耐久性等问题。
二、固态电池固态电池是一种新型的电池技术，与传统的液态电池相比，固态电池具有更高的能量密度、更长的使用寿命和更好的安全性能。
此外，固态电池还可以实现快速充放电，且不受温度、压力等外部环境的影响。
目前，固态电池已成为各大科技巨头竞相研究的方向之一。
相信在不久的将来，固态电池的商业化应用会成为一种趋势。
三、金属空气电池金属空气电池是一种比较新的电池技术，与锂空气电池相比，金属空气电池具有更高的能量密度，可以实现更长时间的使用。
同时，金属空气电池的循环寿命也比较长。
由于金属空气电池采用了空气作为正极材料，因此与其他电池技术相比，它更加环保和节能。
但是，金属空气电池目前还存在一些技术问题，例如电池循环寿命、耐久性等问题仍需要进一步解决。
四、纳米电池纳米电池是一种基于纳米技术制造的新型电池技术。
相比传统的电池技术，纳米电池具有更高的能量密度和更长的使用寿命。
此外，由于纳米电池能够实现快速充放电，因此可以在无线传感器网络、移动设备等领域得到广泛的应用。
目前，纳米电池的研究方向主要集中在其制造技术和循环寿命等方面。
总之，新型电池技术是未来电子产品发展的重要方向之一。
随着科技的不断进步和新材料的不断涌现，我们相信新型电池技术会越来越成熟，并成为推动电子产品发展的重要力量。
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开发中的锂空气电池一些研发知识之21
理论上30kg金属锂释放的能量与40L汽油释放的能量基本相同。
如果从用过的水性电解液中回收空气极生成的氢氧化锂（LiOH），很容易重新生成金属锂，可作为燃料进行再利用。
目前，各种锂离子电池，将会接受安全性、环保以及市场的考验，最后选择谁胜谁负。
目前的锂空气电池的寿命并不能令人满意，虽然相关新的发现和发明不断传来，但是权威人士估计这项技术的完善大约需要十年时间。
☉◇锂空气电池研究新动向◇☉
锂电池容量将会增加五倍，续行里程达到800公里
近日国外的科学研究小组研制出一款新型锂空气电动车电
池系统，这项技术将带给电动车行业新技术。
研究小组表示，这款新型锂空气电池采用碳代替常用的镍、
钴等材质，将电解质换成醚系列的新物质，一个单位的能源含量
达到目前锂离子电池的10至20倍，从而提高电池的效率。
研究小组的教授介绍：
①锂空气电池采用碳代替贵金属材料，从一定程度上降低了
电动车的成本；
②一次充电的续航时间达到现有电动车电池的5倍；
③假如售后能够开发出可输入电动车的电极并防止空气中
的水分和二氧化碳从两级进入电池的技术，锂空气电动车电池将
在5年后实现商业化。
全球电动锂空气电池的开发竞争非常激烈，国外的一家公司将曾宣布将在不久与国家研究部门共同开发续行里程达800公里的锂空气电池试用品。
目前锂电动车一般的续行里程是160公里。
某锂空气电池实验室。