迈格蓄电池M12-100  12v100AH规格及参数

近年备受瞩目的纳米技术，也为解决空气电池的材料问题提出了一条新的思路。

　　2015年9月2日，据日本的科学技术振兴机构(JST)与日本东北大学的原子分子材料科学高等研究机构(AIMR)发表，在锂空气电池中，通过使用具备三维构造的多孔材质石墨烯作为阳极材料，获得了较高的能量利用效率和100次以上的充放电性能。

　　日本的科研人员认为：锂空气电池的充放电过程，是一个金属锂与空气在由固体、液体以及气体所构成的三相界面上进行电子的交换过程。如何能够有效地将液体与气体进行混合，并有效地进行氧化锂离子和还原过氧化锂离子是个关键。

　　为解决这个问题，研究小组使用了多孔体的阳极材料。即使用了渗氮多孔石墨烯，在其上吸附二氧化钌(Ru)作为反应催化剂的材料结构。

　　这种纳米级多孔石墨烯材料，带有100-300纳米的微细孔洞，通过这些微细孔洞中，可圆滑地传送锂离子、氧气以及电解质。并能够储藏在放电反应中生成的过氧化锂离子。同时，因为这种结构具有较大的表面积，所以兼具促进充电时所以进行的过氧化锂离子的分解反应的效果。

　　研究小组通过扫描电镜(SEM)的检查发现：经纳米多孔石墨烯电极的充电前后状态对比，充电前在多孔石墨烯孔洞中存在的过氧化锂离子，在充电后已经消失；而经过放电过程后，多空石墨烯孔洞中复又充满了过氧化锂离子。

　　另外，经穿透电镜(TEM)对经过50次充放电后二氧化钌纳米粒子的状态观察，没有发现离子尺寸的变化，由此得知多次重复充放电过程并不会带来催化剂的劣化。

　　目前在国际上，不断有发现新的阳极材料、阴极材料以及电解液的报道，现在空气电池在常温下，已经具有不逊于锂离子充电电池的性能。

　　6.4 改良电解液

　　-后，如何保持电解液的耐久性也是一个课题。作为一种碱性溶液，电解液会与空气中的二氧化碳发生反应生成盐或碳酸氢盐，从而导致性能的劣化。特别是锂空气电池，二氧化碳会与电池中的锂离子发生反应，生成碳酸锂(Li2CO3)。而碳酸锂会在阳极上沉淀，不仅提高阳极的电阻，而且在阳极上形成包覆层，阻碍氧气与阳极的接触。

　　空气电池从原理上讲，需要利用空气中的氧气进行反应，结构上无法形成密闭空间，所以如何遮蔽二氧化碳成为一个重要的课题。在这方面，能否研发出一种既能够透过氧气，又能阻挡二氧化碳的薄膜？各国的研发人员都在方面进行着努力。

　　2014年12月，日本的国立研究开发法人--理化学研究所的研究人员在研究中发现了分解碳酸锂的方法。他们通过在阳极上使用蒸着了直径仅为200nm的氧化镍(NiO)颗粒的多层碳纳米管，有效地分解了电池反应过程中产生的碳酸锂。并获得了优于普通碳纳米管的效果。

　　综合以上的叙述可以看出，从目前研发的状态看，空气电池的应用方式可以有以下两种：

　　7.1 作为一次性电池使用

　　从电池的原理看，如果将空气电池作为一次性电池来使用，是-为简单的。如果电池的阳极石墨和阴极金属消耗完毕即进行更换，那么上述的各种构造及材料方面的问题就不成其为问题，研发工作有很多可以省略。

如果将这种形式的空气电池装载于车辆之上，充其量只需要制定一个--通用的、在外形以及触点位置等方面做出规定的国际规格即可。在这种情况下，空气电池实际上和日常使用的一次性电池相比，除容量更大以外别无二致。换句话说，这种使用方式在本质上，和日常生活中使用剃须刀、手电筒以及电子挂钟等没有什么区别。

　　但是同时也应该看到，如果采用一次性电池的应用方式，在电池回收再生方面也存在着重新精炼阳极和阴极物质的问题。

　　不过，从电动车和其他驱动形式的车辆(如内燃机车、燃料电池车等)的竞争问题看，电动车-为被人诟病的一点就是：电动车的充电时间过长。如果采用这种“更换电池”的方式来进行能量补充，那么电动车相较于其他车辆的弱点就不复存在了。

　　在日文版的Wikipedia上，对使用空气电池所产生的效果作过如下的比较：

　　从这张表上，也可以体会到空气电池的优异性能。

　　7.2 作为充电电池使用

　　无论从经济效益还是用户的使用习惯看，将空气电池作为充电电池使用，应该是-有市场潜力的。

　　但是，目前限于电极材料和电解质问题，空气电池的研发工作仍然任重道远。

　　如果将空气电池作为充电电池使用，目前存在着以下的问题：

　　1. 需要提高电池的耐久性

　　如上所述，锌曾被认为是一种较好的可用来充当空气电池阴极的材料，可是在重复进行充放电的过程中，阴极的形状会因形成枝状结晶而变形，并带来电池性能的恶化。

　　另一方面，如何解决还原氧气这种活泼物质对阳极的腐蚀，也是目前研究的重要方向。

　　2. 需要提高电池的稳定性

　　空气电池的阳极由于暴露于空气中，所以很容易受到空气的温度、湿度和二氧化碳浓度的影响。空气吸取过度，则会引起电解液的干燥；而空气吸取太少，则电池内化学反应速度下降，导致电池性能的低下。

　　从原理上看，空气电池是一种开放状态的结构。所以，解决这类看似矛盾的问题，也成为左右空气电池发展进程的重要课题。