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        會呼吸的電池

        2018-01-05 14:52:42
        大眾科學(xué) 2018年11期
        關(guān)鍵詞:透氣電解液氧氣

        金屬空氣電池是燃料電池的一種,是以金屬為燃料,與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生電能的一種裝置,是新一代綠色電池的代表之一。金屬空氣電池與一般電池的不同之處,在于其只有一個電極儲存能量,另一個電極依靠呼吸空氣中的氧氣來提供能量。金屬空氣電池就像大部分生物一樣,要正常工作,就得呼吸新鮮空氣。

        金屬空氣電池由金屬電極、能夠支持氧氣反應(yīng)的空氣電極以及電解液組成。正極(空氣電極)依次由催化層、金屬集流網(wǎng)、防水透氣層壓制而成。防水層是具有防止電解液滲漏功能的透氣疏水膜。催化層主要由聚四氟乙烯乳液(PTFE)、活性炭黑和催化劑組成。理論上,金屬空氣電池在空氣中使用時,電池正極的能量是無限的,只要更換電池金屬負極,電池就可源源不斷提供電能。

        金屬空氣電池會爆炸嗎?電池爆炸更多的時候是指電池燃燒。因為電池內(nèi)部有很多活潑的化學(xué)物質(zhì),如金屬鋰、鋰電池的電解液等,這些物質(zhì)和空氣接觸后會迅速反應(yīng)燃燒,導(dǎo)致電池燃燒。電池爆炸的情況較少,但當(dāng)電池處于密閉的環(huán)境時,如密封在手機殼中或電池自己的鋼殼中時,由于燃燒導(dǎo)致密閉殼體迅速膨脹,就會像手榴彈一樣爆炸。

        而金屬空氣電池,由于正極與空氣連接,不會積聚壓力,所以爆炸的危險比較小。另外,由于多數(shù)的金屬空氣電池采用的材料與空氣接觸反應(yīng)劇烈程度較小,其燃燒的風(fēng)險也非常小,故金屬空氣電池一般不會自燃或爆炸,除了鋰空氣電池。

        金屬空氣電池的現(xiàn)在和未來

        金屬空氣電池的原材料豐富、性價比高且完全無污染,早就引起了各國研究者的重視,目前已取得一定研究進展的主要有鋁空氣電池、鎂空氣電池、鋅空氣電池、鋰空氣電池四類。這其中,鋰空氣電池仍處于實驗室階段,商業(yè)化還需要一段時間。其余電池產(chǎn)品基本具備小規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)條件,有的甚至已經(jīng)應(yīng)用于電動汽車并取得良好效果。相信未來,金屬空氣電池一定會得到更加廣泛的應(yīng)用。(編輯/任偉)

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