金属空气电池

作者:信息管理部来源:新材料与产业技术北京研究院

课题介绍

课题1:金属空气电池研究

随着环境污染、能源枯竭及人们对化学电源需求的增加,发展高比能量、清洁、安全的化学电源成为社会发展的重要需求。传统铅酸电池的重金属污染及锂电池的安全性等迫使人们开发新的电源系统,而金属空气电池具有能量密度高、充放电循环寿命长、工作电压平稳、经济实用、安全环保等特点,受到人们的青睐。本课题组主要进行针对应急备用电源、便携电源和信号电源等小电流、大容量的一次钒空气电池的应用研发。通过对关键材料及技术进行研究改进,制备出高性能、大容量的VB2空气电池。同时也开展了镁空气电池、铝空气电池的应用研究和锂空气电池的初步探索研究等,加快金属空气电池在贮备电源及动力电池方面的应用。

   项目1:大容量VB2空气电池的开发及应用研究

   项目2:镁空气电池的开发及应用研究

   项目3:铝空气电池的开发及应用研究

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研究成果及产品

l  VB2空气电池电源

VB2空气燃料电池是以空气电极为正极、VB2为负极、KOH水溶液为电解质构成的一种新型高能量化学电源。其具有能量密度高、工作电压平稳、容量大、经济实用、安全环保等特点。电源可长时间贮存、适用于应急贮备,用于电力中断、应急救灾、野外作业等情况下的应急照明、信号灯定位等,同时为小型电子设备和其它电池供电与充电使用,满足信号设备长时间工作的需要。

    l  容量大:理论容量为4060 mAh/g

    l  工作电压平稳

    l  安全性好:安全可靠、没有爆炸隐患

    l  环保无污染:无毒无害、放电产物可回收再利用

l  镁空气电池电源

镁空气电池是以空气电极为正极、镁合金为负极、盐水水溶液为电解质构成的一种新型高能量化学电源。具有能量密度高、工作电压平稳、容量大、经济实用、安全环保等特点。

镁空气电池电源操作简单、使用方便,加入盐水即可激活电池。采用USB接口输出,作为一款应急备用电源可用于:

    l  户外电子设备充电或供电(如手机、平板电脑、驱蚊器、信号灯等)

    l  应急照明等

电池原料 - 副本.jpg  电池单体2 - 副本.jpg  镁空气电池2.jpg

            电池原料                      电池单体                    金属空气电池

设备图片.png

应用图片.png

VB2空气燃料电池放电测试曲线.png

课题2:空气燃料电池正极研究

金属-空气电池具有能量密度高、轻便及对环境无污染等优点,成为最具有开发前景的清洁能源之一。空气电极的催化活性和使用寿命是制约金属-空气电池发展的主要因素,因此提高空气电极的催化活性和使用寿命是金属-空气电池技术实现环境友好、高效、经济转化的关键。目前催化材料的研究中大量用到铂,但因其资源和价格的限制,制约了金属-空气电池产业化的进程。本项目主要对经济高效锰催化剂以及双功能钙钛矿型催化剂的合成进行研究,以提高空气电极的催化活性和使用寿命,优化空气电极的制备工艺,实现空气电极的连续化生产。

项目1:锰系催化剂以及双功能钙钛矿型催化剂的合成研究

项目2:碳纳米管作为载体材料的改性研究

项目3:空气电极连续化制备工艺研究

空气电极产品 - 副本.jpg 空气电极堆叠.jpg 房山设备2.jpg

研究成果及推广

l  锰系催化剂及空气电极

产品特点:低成本,高性能,工艺简单

l  空气电极连续化制备工艺及产品

目前空气电极的生产工艺多是手工辊压工艺,生产效率低,一致性差。空气电极连续化设备大大提高了生产效率,有效保证了材料的均匀性和一致性。

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