金屬空氣電池是以金屬為燃料，與空氣中的氧氣發生氧化還原反應產生電能的一種特殊燃料電池。
金屬空氣電池以活潑的金屬作為陽極，具有安全、環保、能量密度高等諸多優點。具有良好的發展和應用前景，甚至被寄予厚望替代當前新能源汽車主要的動力電池類型—鋰離子動力電池。
制作金屬空氣電池，可選用的原材料比較豐富。目前已經取得研究進展的金屬空氣電池主要有鋁空氣電池、鎂空氣電池、鋅空氣電池、鋰空氣電池等。這幾種類型的金屬空氣電池有的已經具備大規模量產的條件，有的還停留在實驗室階段，有的已經在電動汽車方面取得良好的應用成果，并即將大規模裝載新能源車輛。
本文將分別介紹上述幾種金屬空氣電池的研發及應用進展。
一、鋁空氣電池
1、工作原理
鋁空氣電池以高純度鋁Al（含鋁99.99%）為負極、氧為正極，以氫氧化鉀（KOH）或氫氧化鈉（NaOH）水溶液為電解質。鋁攝取空氣中的氧，在電池放電時產生化學反應，鋁和氧作用轉化為氧化鋁。
2、特點
鋁空氣電池具有無毒、無害、無污染，可回收循環使用等特點。
對于電動汽車來說，鋁空氣電池具有質量輕、比能量大的顯著特點。資料顯示，鋁空氣電池的理論比能量可達8100Wh/kg，目前的實際比能量約實現了350Wh/kg，是鋰電池的2.3倍，鎳氫電池的6倍，鉛酸電池的7倍多。
這種電池對于減輕汽車重量，增加續航里程具有明顯的幫助。
3、研發及應用進展
國外：
據相關資料，美國加利福尼亞州在使用鋁空氣電池的電動汽車上，有過只更換一次鋁電極續駛里程達1600km的記錄。
美鋁加拿大公司和以色列公司Phinergy新展示的100公斤重的鋁空氣電池儲存了可行駛3000公里的足夠電量。
國內：
云鋁股份與昆明冶金研究院共同出資組建創能鋁空氣電池股份有限公司，投資鋁-空氣電池研發項目。目前，創能鋁空氣電池研發項目正在推進中。
中國動力與PHINERGY成立合資公司，計劃在大巴、旅游車、物流汽車及運動型多用途汽車等電動車型推廣鋁空氣電池。并計劃在大陸、香港、澳門進行推廣。
二、鎂空氣電池
1、工作原理
2、特點
能量密度高、理論電壓高、清潔安全。鎂儲量豐富，具有成本優勢。
鎂空氣電池的能量密度可達重量相等的鋰電池的10倍。
不足之處在于，鎂陽極的反應效率較低，空氣陰極的響應速度較慢，盡管這種電池能夠儲存很多能量，但是將能量轉換成實際的動力十分有限。
3、研發及應用進展
國外：
據報道，韓國研發的一輛搭載完整鎂空氣電池的電動汽車能成功行駛800公里，是當前鋰電池動力汽車平均續航里程的4倍
日本多家機構包括古河電池、尼康、日產汽車、日本東北大學、宮城縣日向市等產學研機構和政府部門正積極推進鎂空氣電池的大容量化研究。
日本Agua Power公司已經成功開發制造和商業化鎂空氣電池，現已注冊專利16個。
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