
【电】 air cell
air; airspace; atmosphere
【化】 air
【医】 aer-; aero-; air; physo-
battery; cell; pile
【化】 cell; electric cell; electric cells; element; galvanic element
【医】 battery; battery cells; electric battery
空气电池(Air Battery)是一种通过金属电极与空气中的氧气发生电化学反应产生电能的装置,其英文全称为"metal-air battery"。根据电化学反应的可逆性,空气电池可分为一次性电池(如锌空气电池)和可充电电池(如锂空气电池)两种类型。
该技术核心原理是:金属阳极(常用锌、铝、锂等)在电解液中氧化释放电子,氧气作为阴极活性物质从空气中获取,通过扩散电极进入电池内部参与还原反应。典型开路电压范围在1.2-3.0V之间,理论能量密度可达500-3000Wh/kg,显著高于传统锂离子电池。
主要应用领域包括:
目前该技术面临的主要挑战包括氧气扩散效率、电解液挥发控制以及可逆循环寿命提升等问题。美国能源部《电池500计划》研究显示,改进型双功能氧催化剂可将锂空气电池循环寿命提升至200次以上。
空气电池是一种化学电池,其核心特点是利用空气中的氧气作为正极的活性物质,通过电化学反应将化学能转化为电能。以下从定义、原理、分类及特点等方面进行详细解释:
空气电池的构造与干电池类似,但以空气中的氧代替传统干电池中的固态氧化剂(如二氧化锰)。典型结构包括:
放电时,金属负极被氧化,氧气在正极被还原,形成金属氧化物。例如锌空气电池的总反应可表示为:
$$2Zn + O_2 → 2ZnO$$
反应产物氧化锌可回收再生,实现资源循环利用。
根据负极材料不同,空气电池分为以下几类:
目前主要应用于低功率、长续航场景,如:
未来随着锂空气电池等技术突破,有望在新能源汽车和储能领域发挥更大作用。更多技术细节可参考新能源领域权威文献或企业白皮书。
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