鋅空氣電池

鋅空氣電池，用活性炭吸附空氣中的氧或純氧作為正極活性物質(zhì)，以鋅為負(fù)極，以氯化銨或苛性堿溶液為電解質(zhì)的一種原電池。又稱鋅氧電池。

鋅空氣電池的充電過程進(jìn)行得十分緩慢，為解決這一問題，通常鋅空氣電池的負(fù)極鋅板或鋅粒，被氧化成氧化鋅而失效后，一般采用直接更換鋅板或鋅粒和電解質(zhì)的方法，使鋅空氣電池得到完全更新。

鋰空氣電池

大容量鋰空氣電池并非新概念，至今都未普及原因是它存在致命缺陷 。

目前，鋰離子電池已經(jīng)是下一代充電式混合動(dòng)力車和電動(dòng)車的理想之選，但其潛力有限。理論上能源密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋰離子電池的金屬鋰空氣電池備受關(guān)注。它以全新的構(gòu)成極大提高電池的能量密度。 由于在正極上使用空氣中的氧作為活性物質(zhì)，理論上正極的容量密度是無限的，可加大容量。另外，如果負(fù)極使用金屬鋰，理論容量會(huì)比鋰離子充電電池提高一位數(shù)。

但是鋰空氣電池至今都未普及的原因是它存在致命缺陷，即固體反應(yīng)生成物氧化鋰會(huì)在正極堆積，使電解液與空氣的接觸被阻斷，從而導(dǎo)致放電停止。

鋁空氣電池

鋁空氣電池，顧名思義就是以鋁與空氣作為電池材料的一種新型電池。它是一種無污染、長效、穩(wěn)定可靠的電源，是一款對(duì)環(huán)境十分友好的電池。電池的結(jié)構(gòu)以及使用的原材料可根據(jù)不同實(shí)用環(huán)境和要求而變動(dòng)，具有很大的適應(yīng)性，既能用于陸地也能用于深海，既可做動(dòng)力電池，又能作長壽命高比能的信號(hào)電池，是一款十分強(qiáng)大的電池，有很廣闊的應(yīng)用前景。

一、定義
       鋰離子電池（Li-ion Batteries）是以含鋰的化合物作正極，以炭材料為負(fù)極的堿性蓄電池。
       鎳氫蓄電池（Nickel-Metal Hydride battery）正極活性物質(zhì)主要由鎳制成，負(fù)極活性物質(zhì)主要由貯氫合金制成的一種堿性蓄電池。

二、原理
       鋰離子電池主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。在充放電過程中，Li+ 在兩個(gè)電極之間往返嵌入(Intercalation)和脫嵌：充電池時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則相反。
       1、正極反應(yīng)：放電時(shí)鋰離子嵌入，充電時(shí)鋰離子脫嵌。
       充電時(shí)：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe−
       放電時(shí)：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe− → LiFePO4
       2、負(fù)極反應(yīng)：放電時(shí)鋰離子脫插，充電時(shí)鋰離子插入。
       充電時(shí)：xLi+ + xe− + 6C → LixC6
       放電時(shí)：LixC6 → xLi+ + xe− + 6C

鎳氫蓄電池在電池充電時(shí)，氫氧化鉀（KOH）電解液中的氫離子（H+）會(huì)被釋放出來，由這些化合物將它吸收，避免形成氫氣（H2），以保持電池內(nèi)部的壓力和體積。當(dāng)電池放電時(shí)，這些氫離子便會(huì)經(jīng)由相反的過程而回到原來的地方。
       1、充電時(shí)
       正極反應(yīng)：Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O + e-
       負(fù)極反應(yīng)：M + H2O + e- → MH + OH-
       總反應(yīng)：M + Ni(OH)2 → MH + NiOOH
       2、放電時(shí)
       正極：NiOOH + H2O + e- → Ni(OH)2 + OH-
       負(fù)極：MH + OH- → M + H2O + e-
       總反應(yīng)：MH + NiOOH → M + Ni(OH)2

三、特性
       1、電壓：鋰電池的電壓是鎳氫蓄電池電壓的3倍。
       鋰離子電池電壓 = 3.6V
       鎳氫蓄電池電壓 = 1.2V
       2、按質(zhì)量計(jì)算，鋰離子電池有更高能量密度。
       鋰離子電池能量∕重量 = 150～200Wh/kg(540～720kJ/kg)
       鎳氫蓄電池能量∕重量 = 60-120 Wh/kg（瓦特小時(shí)/千克）
       3、按體積計(jì)算，鋰離子電池有更高能量密度。
       鋰離子電池能量∕體積 = 250～530Wh/L(0.9～1.9kJ/cm3)
       鎳氫蓄電池能量∕體積 = 140-300 Wh/L（瓦特小時(shí)/升）即 504-1188kJ/kg（千焦耳/千克）
       4、輸出功率：鋰離子電池?fù)碛懈筝敵龉β省?br style="padding: 0px; margin: 0px; border: 0px;" />        鋰離子電池功率∕重量 = 300～1500W/kg(@20秒)
       鎳氫蓄電池功率∕重量 = 250-1000 W/kg
       5、自放電率：鋰離子電池?fù)碛懈妥苑烹娐?br style="padding: 0px; margin: 0px; border: 0px;" />        鋰離子電池自放電率 < 5％～10％/月，一般每月在2%以下（可恢復(fù)）
       鎳氫蓄電池自放電率 = 一般每月 2-30%，見溫度而定，低自放電型號(hào)為每年10-30%
       6、充放電效率：鋰離子電池充放電率更高。
       鋰離子電池充放電效率 = 100%
       鎳氫蓄電池充放電效率 = 66%
       7、循環(huán)使用次數(shù)：兩種電池循環(huán)次數(shù)接近，循環(huán)使用壽命都比較長。
       鋰離子電池充放電循環(huán)次數(shù) = 500 -2000次（磷酸鐵鋰電池可以達(dá)到2000次以上）
       鎳氫蓄電池充放電循環(huán)次數(shù) = 500 -1800次
       8、工作溫度范圍：兩種高性能電池的溫度范圍都很寬，相較而言在低溫環(huán)境中，鎳氫蓄電池的放電特性更佳。
       鋰離子電池工作溫度范圍 -20℃～60℃
       鎳氫蓄電池工作溫度范圍 -30℃～50℃（低溫鎳氫電池可在低溫 -40℃中正常使用）

四、優(yōu)點(diǎn)
       1、比能量高：一次充電可行使的距離長，兩者的比能量都非常高，相對(duì)而言，鋰離子電池（當(dāng)前比能量最高的蓄電池）＞鎳氫蓄電池；
       2、比功率高：在大電流工作時(shí)能平穩(wěn)放電，加速爬坡能力好，兩者的比功率都非常高，鋰離子優(yōu)勢(shì)明顯一點(diǎn)；
       3、自放電?。憾叨季邆浯藘?yōu)點(diǎn)，鋰離子電池略勝一籌；
       4、重量輕、體積?。和碗姵劓嚉湫铍姵刂亓扛p、體積更小，只是在輸出同等電壓的情況下（鋰離子電池電壓為鎳氫蓄電池的3倍），使得單個(gè)電池組合時(shí)數(shù)目鋰離子電池可減少1/3，因而使成型后的電池重量和體積鋰離子電池更小、更輕。
       5、記憶效應(yīng)低：鋰離子電池?zé)o記憶效應(yīng)因此在這個(gè)方面具有更大的優(yōu)勢(shì)；
       6、低溫放電性能好：在低溫狀態(tài)下鎳氫蓄電池更強(qiáng)悍；
       7、循環(huán)壽命長：二者循環(huán)使用次數(shù)都非常多，很劃算；
       8、無環(huán)境污染：兩者都是綠色環(huán)保電池，鎳氫蓄電池被稱作是最環(huán)保的電池，回收再用的效率鋰離子電池稍遜一籌；
       9、標(biāo)示容量高：鎳氫蓄電池標(biāo)示容量可達(dá)2900mAh（毫安培－小時(shí)/毫安時(shí)），但仍不及鋰離子電池高；
       10、可快速放電：二者都具有這種優(yōu)點(diǎn)，鋰離子電池能力較強(qiáng)一些；
       11、充電時(shí)間短：二者都有此優(yōu)點(diǎn)。
       另外，鎳氫蓄電池還具有安全可靠，免維護(hù)的特點(diǎn)，被稱作是最安全的電池，而鋰離子電池的安全性能還有待大大提升；而另一方面鋰離子電池因?yàn)橥耆珱]有記憶效應(yīng)，在使用上更為方便簡單，而鎳氫蓄電池卻因?yàn)闅堄嚯妷旱木壒识鵁o法避免進(jìn)行定期放電管理操作。

五、使用
       鋰離子電池在充電過程中容易發(fā)生短路情況，此外注意不要過充，這點(diǎn)比較關(guān)鍵。
       鎳氫蓄電池需要進(jìn)行定期放電管理，

六、問題
       兩者有個(gè)共同的缺點(diǎn)，那就是制作工藝要求嚴(yán)格，導(dǎo)致成本比較高，售價(jià)不便宜。相對(duì)而言，鋰電池還是更劃算一點(diǎn)。

七、應(yīng)用
       鎳氫蓄電池在筆記本電腦、便攜式攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)及電動(dòng)自行車等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
       鋰離子電池廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品、軍工產(chǎn)品、航空產(chǎn)品等。

八、綜述

鋰離子電池和鎳氫蓄電池都是綠色電池，不會(huì)因廢棄而造成二次污染，這符合環(huán)保理念，同時(shí)它們都可再生利用，符合持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)，此外，我們?cè)陔姵匦袠I(yè)技術(shù)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平，并且這些綠色電池出口前景非常好，雖然目前價(jià)格有點(diǎn)高，有些小問題還需要更進(jìn)一步的得到解決與改善，不過隨著我們國家科研人員以及、企業(yè)研發(fā)部門人員的共同努力，很快就能達(dá)到優(yōu)質(zhì)廉價(jià)、高效節(jié)能、安全穩(wěn)定、綠色環(huán)保這些要求，而像這種綠色高能且極具開發(fā)潛力的電池值得我們大力提倡與推廣。

　　專家介紹，市民平時(shí)用在遙控器、收音機(jī)等設(shè)備上的電池，一般為普通堿性干電池，常用的有1號(hào)、2號(hào)、5號(hào)、7號(hào)電池?？梢酝ㄟ^以下方式簡單辨別電池的優(yōu)劣：

　　一看價(jià)格。價(jià)格高的干電池，質(zhì)量相對(duì)更好。不要貪圖便宜在無證無照攤販處購買電池，這些電池不僅使用時(shí)間短，還會(huì)有漏液、污染環(huán)境的隱患。

　　二掂重量。同種品牌、同種規(guī)格的干電池，可以放在電子秤上稱一下，質(zhì)量好的電池比質(zhì)量差的電池要重很多。

　　三查外觀。優(yōu)良的干電池，包裝上會(huì)標(biāo)明商標(biāo)、生產(chǎn)廠家、電池型號(hào)、標(biāo)稱電壓、電池極性、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)，并且做工精致、整潔干凈，沒有漏液情況。購買時(shí)，還可查看商品上是否標(biāo)注了“無汞”、“0%汞”、“不添加汞”字樣。