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四、其他動力電池介9 .717M 目前除主流的鋰離子動力電池外，動力電池還包括空氣電池、超級電容和飛輪電池等。這里對這些動力電池進行簡單的說明，以使讀者對動力電池有更加全面的了解。 1．空氣電池 空氣電池是以空氣中的氧氣作為正極活性物質，常用金屬為負極活性物質的一類電池，其電解質常用堿性氫氧化鉀（KOH）溶液。因為做負極的金屬材料可以有很多選擇，所以空氣電池的種類也較多，一般以所選負極材料的金屬名為電池名稱的第一個字，后加空氣電池即為電池名，常見的有用鋅（Zn）做負極的鋅空氣電池和以鋁（AI）為負極材料的鋁空氣電池。 （1）鋅空氣電池用空氣（氧）作正極，以金屬鋅（Zn）作負極，電解質采用氫氧化鉀（KOH）水溶液。鋅空氣電池的電化學反應與普通堿性電池類似，在放電時，蓄電池負極上的鋅與電解質中的OH一發(fā)生電化學反應，釋放出電子，與此同時蓄電池正極反應層中的催化劑與電解液及氧氣（通過擴散作用進入蓄電池的空氣中）相接觸而發(fā)生電化學反應吸收電子。鋅空氣電池充電過程進行得十分緩慢。鋅空氣電池正極的鋅板或鋅粒在放電過程中被氧化成氧化鋅而失效后，通常要采用直接更換鋅板或鋅粒和電解質的辦法使鋅空氣電池恢復性能。 （2）鋁空氣電池以高純度鋁AI（鋁的質量為99.99%）為負極，以空氣（氧）為正極，以氫氧化鉀（KOH）或氫氧化鈉（NaOH）為電解質。鋁空氣電池的化學反應與鋅空氣電池類似，攝取空氣中的氧氣在蓄電池放電時產生電化學反應，鋁和氧氣相互作用產生氧化鋁。相比新能源汽車用的其他蓄電池，鋁空氣電池具有以下特點： ①比能量大：鋁空氣電池的理論比能量可達8 100Wh/kg、目前鋁空氣電池的實際比能量只達到350Wh/kg，但這也已是鉛酸電池的7～8倍，鎳氫電池的 5.8倍，鋰電池的2.3倍。 ②質量輕：鋁空氣電池質量僅為鉛酸電池質量的j2%，由于蓄電池質量大大減輕，車輛的整備質量也大幅度降低，因而可以提高車輛的裝載量或延長續(xù)駛里程。 ③更安全：鋁沒有毒性和危險性，鋁對人體不會造成傷害，鋁可以回收循環(huán)使用且不污染環(huán)境。 ④生產成本較低：鋁原材料豐富，生產成本較低。鋁回收再生方便，回收再生成本也較低。與鋅空氣電池一樣，鋁空氣電池也可采用更換鋁電極的方法來解決鋁電池充電較慢的問題。由于鋁空氣電池比功率較低，充電和放電速度比較緩慢，電壓滯后，自放電率較大，需要采用熱管理系統(tǒng)來防止鋁空氣電池工作時的過熱。 2．超級電容器 一對浸在電解質溶液中的固體電極在外加電場的作用下，電極表面與電解質接觸的界面解電荷會重新分布、排列，作為補償帶正電的正電極吸引電解液中的負離子，負極吸引電解液中的正離子，從而在電極表面形成緊密的雙電層，由此產生的電容稱為雙電層電容。雙電層由相距為原子尺寸微小距離的兩個相反電荷層構成，這兩個相對的電荷層就像平板電容器的兩個平板一樣，亥姆霍茲首次提出此模型，如圖37所示。超級電容器主要由集電極（電容板）、電解液和絕緣層等組成，能量以電荷形式存儲在電極材料的界面。充電時電子通過外加電源從正極流向負極，同時正、負離子從溶液體相中分離并分別移動到表面，形成雙電層。充電結束后，電極上的正負電荷與溶液中的相反電荷離子相吸引而使雙電穩(wěn)定后在正負極間產生相對穩(wěn)定的電位差。在放電時電子通過負載從負極流到正極，在外電路產生電流，正負離子從電極表面被釋放進入溶體相呈電中性，雙電層電容的大小與電極電位和表面積的大小有關，雙電層電容器電極通常由具有高比表面積的多孔炭材料組成。炭材料具有優(yōu)良的導熱和導電性能，其密度低，抗化學腐蝕性能好，熱膨脹系數(shù)小，可以通過不同方法制得粉末、顆粒、塊狀、纖維、氈等多種形態(tài)。 
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