元素百科为您介绍中国科学院宁波材料中使用的石墨烯开发的千瓦级铝空气电池。近日，中国科学院宁波材料研究所成功开发了基于石墨烯空气阴极的千瓦级铝空气电池发电系统，能量密度高达510Wh/kg、容量20kWh、输出功率1000W。
为了满足智能电网、移动通信、电动汽车和应急救灾不断发展的需要，迫切需要开发能源高、成本低、体积小、使用寿命长的新型化学电源。传统通信基站一般采用大容量铅酸电池和柴油发电机作为备用电源系统。目前，铅酸电池有1000多万组，体积和质量大，使用寿命短。金属空气电池是将金属材料的化学能直接转化为电能的化学电源。金属空气电池具有能量密度高、储存时间长、备用时间长、适应温度范围宽等优点，是替代通信基站铅酸备用电源的优良替代品。此外，金属空气电池的能量密度高达800Wh/kg，它是目前商用锂离子动力电池的4倍以上，在电动汽车增程器的应用中也具有诱人的市场前景。
但金属空气电池产业的发展仍面临诸多技术瓶颈，影响其应用推广。自2013年以来，宁波材料研究所动力锂电池工程实验室部署了金属空气电池研究。研究团队在石墨烯复合催化剂、新结构空气阴极、金属阳极合金化、单电池制备工艺等方面取得了一系列进展。其中，石墨烯复合锰基氧化物催化剂和新型石墨烯基高效空气阴极将单电池功率密度提高25%，大大提高了金属空气电池的综合性能。
研究小组还对电池设计和系统集成技术进行了深入研究。2015年，能量密度400Wh/h/h成功开发。kg、容量3 kWh、镁空气电池发电系统输出功率300W。
通过实际演示，最新开发的电池系统可以同时为电视、电脑、电风扇和10个60W照明灯泡供电。研究小组正在积极设计和开发5kW级大功率铝空气电池系统，用于通信基站备用电源和电动汽车增程器。目前，研究团队具备了关键材料和部件、单体电池和模块化电池堆的小试制能力，近期将推动金属空气电池产业化。
