美国铝业开发高能量密度铝空气电池

    日前，在2014年亚特兰大先进汽车电池会议（Advanced Automotive Battery Conference，该会议于2014年2月3日-7日于美国亚特兰大举行）上，美国铝业公司与以色列Phinergy公司就Phinergy铝-空气电池的进一步研发问题签订了联合开发协议。其中，美铝公司（Alcoa）是的氧化铝、电解铝和铝加工产品的生产商。以色列Phinergy公司作为金属-空气电池研发的，其主要产品包括铝-空气电池以及锌-空气电池等。该Phinergy铝-空气电池可以有效提高电动汽车的续航里程，其中联合开发协议中具体业务范围主要包括新材料、新工艺以及零部件等领域，此次联合开发的目的就是为了尽快地推动铝-空气电池的商业化进程。

    铝-空气电池作为非充电电池，其早在20世纪60年代便已问世，其具有非常高的能量密度。铝-空气电池由催化空气阴极、电解质和金属铝阳极组成，其理论能量比为8.1千瓦时/千克，仅次于锂-空气电池的13.0千瓦时/千克。然而，由于铝-空气电池在放电过程中阳极腐蚀会产生氢，这不仅会导致阳极材料的过度消耗，而且还会增加电池内部的电学损耗。这严重阻碍了铝-空气电池的商业化进程。以往解决以上问题的方法主要是将高纯度金属铝中掺杂特定的合金元素以提高金属铝阳极耐腐蚀性，或者在电解质中添加腐蚀抑制剂。

    美铝公司执行副总裁兼首席技术官Raymond Kilmer博士表示：“美铝公司在技术材料方面具有非常广泛的专业知识，并且在新产品商业化方面具有丰富的经验，此次将Phinergy铝-空气电池商业化对于Phinergy公司来说也非常具有吸引力。目前，汽车行业正在寻求一种可以替代传统汽油的全新零排放无污染能源，而Phinergy铝-空气电池可以保证汽车具有良好的巡航里程，因此该Phinergy铝-空气电池是有可能替代传统汽油实现零排放无污染的新能源。”

    Phinergy公司表示，其已开发出一种金属铝阳极专有生产工艺，该工艺可以提高金属铝的能量利用，并降低不必要的化学反应能量消耗。Phinergy公司还表示，其还开发了一套先进的电池管理系统，其目的是为了提高电池的能量利用。

    Phinergy公司表示，其Phinergy铝-空气电池的空气阴极配备有专用的银基催化剂，其采用了独特的创新结构，该结构可以使氧气顺利通过，而可以将二氧化碳阻隔在外。通过该创新结构，Phinergy铝-空气电池的空气阴极可以有效避免电极的碳化问题，其工作寿命也因此可以达到数千小时。

    Phinergy铝-空气电池工作时，其内部的金属铝反应变为氢氧化铝。而氢氧化铝可以经过铝厂加工进行回收利用，这样便可以实现可持续利用。

    根据Phinergy公司介绍，其Phinergy铝-空气电池中共包含50块铝板，其中每一块铝板所产生的能量都可以单独驱动汽车行驶20英里，因此整个Phinergy铝-空气电池的续航里程可以达到1000英里（约合1600千米）。另外，Phinergy铝-空气电池也已经成功集成应用到了电动汽车展示中。

    除应用在电动汽车行业中外，Phinergy还表示其金属-空气电池还可以应用于固定能源应用，如医院、数据中心用商业应急发电机，通用发电机以及可移动房屋、无人驾驶汽车等国防应用等。同时，由于Phinergy铝-空气电池还具有可持续、高能量密度等特点，其还可以作为能源使用。因此，根据协议Phinergy公司正在和美国铝业公司进行合作开发以上应用技术。

    其中参与该项目的美国铝业公司事业部位于彼得堡郊外的美国铝业技术中心，该技术中心是世界上的轻金属研究机构。