一. 金属空气电池
金属空气电池是一种以活泼金属(如锌、镁、铝、锂)为负极,氧气为正极活性物质,通过电化学反应产生电能的装置。
其核心特点是将氧气引入电池参与反应,从而具备超高能量密度;原材料(锌、铝)储量丰富,成本低于锂电池。
当前,锌空气电池率先商业化,铝/镁空气电池在特定场景有所应用,锂空气电池仍处于实验室阶段。
二. 四大门类
2.1 锌空气电池
(1)组成:负极为锌、正极为多孔碳催化层(吸附氧气)、电解液为氢氧化钾溶液。
(2)性能参数:理论能量密度1360Wh/kg,实际应用约340-400Wh/kg(为铅酸电池的3-4倍)。
(3)特点:兼顾高能量密度、低成本、高安全性,但循环寿命一般。
(4)产业进程:商业化成熟度高,用于助听器(纽扣电池)、低速电动车(电动三轮车/自行车)、备用/储能电源。
2.2 铝空气电池
(1)组成:负极为铝、正极为多孔碳催化层(吸附氧气)、电解液为氢氧化钾/氯化钠溶液。
(2)性能参数:理论能量密度8100Wh/kg,实际应用约600-800Wh/kg,是锌空气电池的1.5倍。
(3)特点:超高能量密度、低成本、续航能力突出,但析氢副反应会导致效率下降(铝负极自腐蚀)。
(4)产业进程:用于铁路信号灯、海洋浮标,未来应用包括矿区运输车、水下潜器、长途物流车等。
2.3 镁空气电池
(1)组成:负极为镁合金,正极为多孔碳催化层(吸附氧气)、电解液为氯化钠溶液。
(2)特点:高能量密度及轻量化、安全性和环保性好,但循环寿命低。
(3)产业进程:实验室向中试过渡阶段,未来应用包括应急电源、海洋设备(可直接用海水激活)、无人机、深海探测器。
三. 国内布局厂商
鹏辉能源:电池制造商,包括锂电池、钠电池、金属空气电池;日本子公司耐可赛专注锌空气电池,助听器用纽扣电池全球市占率领先。
雄韬股份:铅酸蓄电池、锂电池制造商,铝空气电池、锌空气电池均有产品及技术储备。
科力远:电池及材料供应商,包括动力电池、消费电池、储能电池,在镍氢气电池、金属空气电池也有布局。