可充電鋰離子電池的功率密度正在以每年8%的速度增長,如果這種情況持續下去,它們將在大約十年內接近汽油密度。另一方面,鋁空氣電池幾乎與汽油相當,而且比鋰離子要輕得多,而且便宜得多。但有一個大問題:腐蝕。
然而,一個新的研究團隊聲稱已經找到了解決方案。根據他們研究發表於科學如果不使用,鋰離子電池可能會在一個月內失去5%的電量,而鋁空氣電池可能會因為鋁的腐蝕而在一個月內失去80%的電量。研究人員的鋁空氣電池在一個月內只損失0.02%,這是改進的一千多倍。
標準電池包含在陽極和陰極之間的液體電解質,它通過收集離子從陽極到陰極時釋放的電子來產生它的能量。在鋁空氣電池中,陽極是鋁,陰極是空氣.由於電池可以從環境中獲取空氣,而且鋁資源豐富、重量輕、價格低廉,所以鋁空氣電池很有可能成為未來的電池技術。
不幸的是,電解液一混合鋁就會開始腐蝕,這是電池首次使用的時候。使用非腐蝕性電解質會大大降低電池的性能,一旦電池恢復待機狀態,提取電解液就無法工作,因為鋁是親水性的(吸引水)。研究人員的解決辦法是用油衝洗電解液。
新電池在陽極和陰極之間有一層薄薄的膜,當電池使用時,兩邊都充滿了電解質。一旦電池進入待機狀態,最靠近鋁的一側就會被油衝洗,從而保護鋁,因為水基電解液不會與油混在一起。當電池再次需要時,油被電解質所取代。沒有任何石油留下的機會,因為鋁驅油時淹沒。
為了在半現實的情況下測試這些電池,研究人員消耗了電池的一小部分能量,然後讓它在重複這個過程前坐上一兩天。這模仿了一輛電動汽車在城市裡可能需要做的事情。他們的電池持續了24天,比傳統的鋁空氣電池長8倍.
但是,鋁空氣電池會在未來幾年取代鋰離子電池嗎?不,他們不會的。電池充電仍然存在複雜的問題,所以前幾代可能是不可充電的,或者只有少數幾代充電。或者他們會換掉機器手臂從你的車裡取出的電池,然後在服務站用充電電池代替,這樣就可以用更複雜的機械方法給它們充電了。
儘管這並不意味著鋁空氣電池不能與鋰離子電池協同工作。就像混合動力汽車中的汽油一樣,鋁空氣電池也可以用作距離擴展器,或者當用戶忘記給主電池充電時使用。正如一位研究人員解釋的那樣,這在市場上有很大的潛力,「你可以用它,然後把它停在你的車道上,停一個月,然後回來,仍然期待它有一個可用的電池。.就電池的使用而言,我真的認為這是一個遊戲規則的改變。「
就技術進步而言,電池技術是最大的瓶頸之一-我們都夢想智慧型手機不會每周充電一次,就像我們都希望電動汽車能在沒有重大充電障礙的情況下穿越全國。平電動飛機可以用更輕更小的電池。現在,這一未來只是更近了一點。