文献类型：期刊文章

作　　者：吴子彬[1] 宋森森[1] 董安[1] 杨宗武[1] 李雪科[1] 秦克[1] 张海涛[1] 班春燕[1] 李宝绵[1] 崔建忠[1] Hiromi Nagaumi[2]

WU Zibin;SONG Sensen;DONG An;YANG Zongwu;LI Xueke;QIN Ke;ZHANG Haitao;BAN Chunyan;LI Baomian;CUI Jianzhong;Hiromi Nagaumi(Key Laboratory of Electromagnetic Processing of Materials,Ministry of Education,Northeastern University,Shenyang 110006;School of Iron and Steel,Soochow University,Suzhou 215100)

机构地区：[1]东北大学材料电磁过程研究教育部重点实验室(EMP),沈阳110006 [2]苏州大学沙钢钢铁学院,苏州215100

出　　处：《材料导报》

基　　金：国家自然科学基金(U1864209)~~

年　　份：2019

卷　　号：33

期　　号：1

起止页码：135-142

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2017、CAS、CSCD、CSCD2019_2020、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、UPD、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：金属-空气电池自进入人们的视野以来,由于其高能量密度和容量、平稳的放电特性、对负载和温度的依赖性低和较低的制造成本等特点,受到越来越多的关注。其中,锂-空气电池因具有极大的应用潜力而引起了学者们极大的研究兴趣;然而,锂-空气电池对周围环境十分敏感,容易造成爆炸,存在安全隐患;此外,锂离子电池的大规模生产和应用造成了原材料锂价格的大幅上涨。为了实现电池的商业化应用,选用来源广泛、经济实惠的电极材料成为必不可少的条件。铝是地壳中含量最多的金属元素,具有矿藏丰富、质量轻、无污染、安全、价格低廉和回收利用率高等优点,是一种潜在的储能材料。铝的理论质量比容量为2 980 mAh·g^(-1),仅次于锂(3 860 mAh·g^(-1)),其体积比容量(8.04 Ah·cm-3)约是锂的四倍(2.05 Ah·cm-3),被认为是金属-空气电池最有吸引力的候选阳极材料,也是化石燃料最有吸引力的替代者之一。然而,铝在空气和水溶液中表面上自发形成的钝化膜会显著降低铝阳极材料的活性;在碱性溶液中,铝-空气电池存在的主要问题是铝阳极材料自腐蚀导致氢析出速率较高,库伦效率降低和含水电解液的流动性可能导致的多孔空气阴极中毛细管的渗透及泄漏。因此,近年来,学者们不断开展深入研究,探索出以下几种改善铝阳极的方法:通过向铝中添加合金元素Ga、In、Sn、Zn、Mg、Bi、Mn等来改变铝阳极材料的活性和减少析氢反应;对电解液添加剂进行研究,发现部分植物提取液作为电解液添加剂可以保持铝阳极活性,降低析氢腐蚀;开发离子液体、固态和凝胶电解液,一方面可以减小铝阳极自腐蚀,提高阳极利用率,另一方面可减小铝-空气电池体积,增加电池的灵活性。目前研究获得性能较好的碱性铝-空气电池的阳极材料有Al-Ga/In-Mg系列、Al-Ga/In-Mg-Sn系列、Al-Ga-In-Bi-Pb系列等合

关 键 词：铝-空气电池 铝阳极材料  电解质 电解质添加剂  电化学性能

分 类 号：TM911]