陈辉 刘淑芝 刘先军

摘      要： 铝-空气电池是一种高容量密度的金属空气电池，其以低成本，高回收和无污染等特点而成为近年来关注的热点，也是发展绿色清洁能源的重要产业方向，但由于铝空气电池大规模开发的一些技术和科学问题尚未得到解决，从而严重制约了铝-空气电池的产业化进程。简要介绍了空气阴极的反应机理及其用于氧还原反应的电催化材料，包括贵金属催化剂，非贵金属催化剂和含碳材料等，并进一步对阴极催化剂未来研究的方向进行了分析和展望。

关  键  词：铝-空气电池;催化剂;空气阴极

中图分类号：TQ 152       文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2020）04-0743-04

Abstract： Aluminum-air battery is a kind of metal air battery with high energy density， which has become a hot spot in recent years due to its low cost， high recovery and pollution-free characteristics. It is also an important industrial direction for developing green clean energy. However， some technical and scientific problems of large-scale development of aluminum-air battery have not been solved， which seriously restricts the industrialization process of aluminum-air battery. In this paper， the reaction mechanism of air cathode and its electro-catalytic materials for oxygen reduction reaction， including noble metal catalysts， non-noble metal catalysts and carbon-containing materials， were briefly introduced， and the future research of cathode catalysts were analyzed and prospected.

Key words： Aluminum-air battery; Catalyst; Air cathode

目前随着移动电子设备和电动汽车等领域的迅速发展，锂离子电池已经难以满足其大容量的需求，特别是对能源依赖性很强的动力电池体系[1]。寻找安全、高效、可持续存储能量和能大规模应用储能设备显得格外重要。铝-空气电池不仅具有较高的理论电压值，而且可以在露天环境下制备和使用，其容量密度也是继锂之后第二高的活性金属[2，3]。同时，铝的储量丰富，廉价，环保且可回收性，被称为“面向 21 世纪的绿色能源”[4，5]。经过漫长的研究历程，铝-空气电池已经取得了一系列研究成果，但如何提高电池的阴极反应效率仍是主要难题之一。为了有效降低阴极反应过程中的电化學极化，寻找高性价比的阴极催化剂已成为铝-空气电池研究的热点之一。本文将对不同催化剂体系下铝-空气电池的国内外研究进展情况进行较为全面的综述。……