选择高比能电极活性材料应考虑的因素

由于上述三种因素严重影响电池的实际比能量，因此在选择高比能电极活性材料时，不仅要看其电极电势及电化学当量，更为重要的是要围绕电压效率、反应效率以及质量效率来分析其应用性能。如从表2.2可以看到，Al电极具有较低的电极电势(-1.663V)及非常小的电化学当量(0.3359·Ah，在金属电极中仅比锂电极稍大)。此外，铝电极还具有非常高的体积比容量。其体积比容量高达8.04Ah·cm，远高于Li的2.06Ah·cm、Zn的5.85Ah·cml以及Mg的3.83Ah·cml。因此，从热力学角度来看，Al是非常理想的高比能负极材料。但实际情况并非如此，直到现在为止，Al电极除了在铝／空气电池中用作负极外，在其他电池体系中仍鲜有应用。其最主要的原因是A1电极表面总是覆盖着一层致密的氧化物钝化膜，使之在中性溶液电解质中的电化学活性极差，所构成的电池体系的电压效率极低，且存在严重的阳极滞后现象。而在浓碱溶液中，Al电极的表面氧化膜虽然能有效溶解，但由于存在严重的加速腐蚀行为，其反应效率非常低。因此，无论从电压效率来看，还是从反应效率来看，在实际电池体系中，Al电电极。