據(jù)外媒報道,,金屬-空氣電池(Metal-air batteries)已引起了業(yè)內(nèi)的特別關(guān)注,因為其能量密度高,、裝配成本低,、環(huán)保、無毒性,、使用壽命長,、放電時間長、可回收性(recyclability)高,、溫度公差寬,。
金屬-空氣電池已被廣泛應用于電動車(插電式混動車及純電動車)及儲能裝置(智能電網(wǎng))中,,還能被用作應急電源。
與其他電池技術(shù)類似,,金屬-空氣電池也存在許多科研與技術(shù)難題,,主要問題在于陰極動力學反應遲滯(sluggish kinetics)、陽極能效利用率低(因金屬氧化物,、氫氧化物或其他物質(zhì)在陽極表面積聚而導致的嚴重鈍化),、自放電(self-discharge)與腐蝕、劣質(zhì)空氣陰極結(jié)構(gòu)引起的過電位高,、極化電阻(polarization resistance)大,、系統(tǒng)散熱失控,導致長期運行故障,、實際能量密度及應用受限,。
浙江省石墨烯應用研究重點實驗室(Key Laboratory of Graphene Technologies and Applications of Zhejiang Province)與先進鋰電池工程師實驗室(Advanced Li-ion Battery Engineering Lab)的研究團隊率先研發(fā)了一款千瓦級(kilowatt-scale)鋁空氣電池,該電池采用了高效的石墨烯基催化劑,,利用石墨烯添加劑提升了空氣陰極結(jié)構(gòu)(air cathode structure)及自主研發(fā)的鋁合金陽極,,綜合性電化學性能表現(xiàn)十分出色。
優(yōu)化該款工業(yè)設計及系統(tǒng)整合方案后,,該電池可被用于攻克熱逃逸(thermal runaway)問題,。
該機構(gòu)發(fā)布了近20篇研究論文,并申請了20多項有關(guān)鋁空氣電池的技術(shù)專利,。
該研究團隊論證了千瓦級石墨烯基鋁空氣電池系統(tǒng),,其能量密度高、電池容量高達20 kWh,,電量輸出國高達1000 W,。
該款電池系統(tǒng)可同時為電視機、臺式計算機,、電風扇及60瓦燈泡持續(xù)供電20多個小時,。
該研究團隊還建立了實驗室生產(chǎn)線,目前還在研發(fā)一款5 kW的鋁空氣電池,。