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铝空气电池制作教程
本帖最后由 静观＆琪变 于 2014-8-10 22:51 编辑
前言：
目前在国内，关于铝空气电池的资料非常非常少，这种环保可靠的电池的功率比常规盐水电池，水果电池的功率要强大得多。为此我对这种电池做了相关的一些实验，现将实验成果与诸位创友交流分享。
效果：
为三台电动机供电，可持续供电约36小时(1.5天)
![为三台电动机供电1.jpg]()
![为三台电动机供电2.jpg]()
制作过程：
![铝空气电池示意图.jpg]()
所需材料：
研钵，100mL烧杯，铝制易拉罐，砂纸，棉布，石墨电极，剪刀，低电阻木炭
![所需材料.jpg]()
![低电阻木炭.jpg]()
![低电阻木炭2.jpg]()
这里说一下低电阻木炭，制作它需要很多技巧，我会在后面公布它全部的制作过程。
好了，材料备齐就可以动工了！
先裁剪易拉罐，剪的时候要小心划到手，必要时戴手套操作。
![拆剪易拉罐.jpg]()
裁出一片铝片套入烧杯适配，记得留一段凸出来作电池负极，并将尖锐处修整一下
![将铝片套在烧杯内，记得留一段作为负极.jpg]()
![裁剪铝片.jpg]()
用砂纸打磨铝片，去除绝缘物
![打磨铝片.jpg]()
将铝片卷好套入烧杯中，使铝片紧贴杯壁，然后塞入棉布
![将棉布塞入烧杯中，与铝片紧贴.jpg]()
向烧杯中放一些木炭作底衬，再用研棒压实木炭
![将少量木炭放入烧杯中并用研棒捅紧.jpg]()
在烧杯正中央插上石墨电极，再向石墨电极周围均匀撒上木炭，用研棒将石墨电极周围的木炭捅紧，捅得越紧，电池的性能就越好
![将石墨电极放在烧杯正中央并在其周围撒上木炭，捅紧，中央电极一定不能松动.jpg]()
向木炭上倒上少许浓盐水使其湿润
![向烧杯到一些浓盐水使其湿润.jpg]()
一直重复上两个步骤，直到烧杯中填满木炭，切记石墨电极一定不能松动
制作完成！
![铝空气电池制作完成.jpg]()
电压电流测试：
电压1.32V
![电压 1.32 V.jpg]()
电流126.3mA
![100mL电池电流.jpg]()
这个电池的外壳是100mL烧杯，如果用50mL的烧杯来做，电压会小些，大约为1V，但电流可以达到惊人的310mA。
![50mL电池电流.jpg]()
对于这个现象的原因，个人猜测是100mL的烧杯的口径比50mL烧杯的大，中央电极到铝片的距离较长从而导致电池内阻偏大，所以电流偏低。
重头戏来了，这也是制作铝空气电池的核心技术——低电阻木炭烧制技术
先为大家科普一下关于木炭的知识：
铝空气电池所使用的木炭与制作黑火药的木炭完全不同，后者是将木柴在完全隔绝空气加热，使其逐步炭化。制造黑火药所使用的木炭，含碳量要求控制在79±4%范围内，炭化温度在400℃左右。
而前者的制作就相对复杂一点：使木柴先在氧气充足的环境燃烧起来，再使其在缺氧的环境下炭化，在木柴刚炭化完毕时给予其充足的氧气使其再度燃烧，此时木炭燃烧的温度极高，高温下木炭的微观结构发生石墨化，因此它具有良好的导电性能。
这样得到的木炭也称为白炭，原因是白炭表面有一层白色粉末。其中最著名的白炭是日本的备长炭，它是世界上最好的木炭，如果用它来制作铝空气电池，可以极大提升电池的各个性能。当然其制作过程也极为复杂，真正的备长炭是用马木坚木在1200℃的高温下，经过15~30天炭化而成。
这里给出一些关于白炭相关知识的链接：
白炭是什么
XXXXXXXXXXXXXXXXXX/XXXXXXXXXXXXXXml
白炭烧制技术大揭秘
XXXXXXXXXXXXXXXXXX/XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXml
备长炭烧制过程
XXXXXXXXXXXXXXXXXX/XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXml
备长炭——中日文化差异的体现
XXXXXXXXXXXXXXXXXX/XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXml
我们当然不可能在家盖一个土窑花几十天的时间去炼炭，为了研究低电阻木炭的快速烧制技术，我查阅了很多资料，做了大量实验，终于掌握了这个技术，现与大家分享。
这是成品，我用樟木烧制的
![低电阻白炭.jpg]()
![低电阻白炭2.jpg]()
![樟木白炭.jpg]()
前言：
目前在国内，关于铝空气电池的资料非常非常少，这种环保可靠的电池的功率比常规盐水电池，水果电池的功率要强大得多。为此我对这种电池做了相关的一些实验，现将实验成果与诸位创友交流分享。
效果：
为三台电动机供电，可持续供电约36小时(1.5天)
制作过程：
所需材料：
研钵，100mL烧杯，铝制易拉罐，砂纸，棉布，石墨电极，剪刀，低电阻木炭
这里说一下低电阻木炭，制作它需要很多技巧，我会在后面公布它全部的制作过程。
好了，材料备齐就可以动工了！
先裁剪易拉罐，剪的时候要小心划到手，必要时戴手套操作。
裁出一片铝片套入烧杯适配，记得留一段凸出来作电池负极，并将尖锐处修整一下
用砂纸打磨铝片，去除绝缘物
将铝片卷好套入烧杯中，使铝片紧贴杯壁，然后塞入棉布
向烧杯中放一些木炭作底衬，再用研棒压实木炭
在烧杯正中央插上石墨电极，再向石墨电极周围均匀撒上木炭，用研棒将石墨电极周围的木炭捅紧，捅得越紧，电池的性能就越好
向木炭上倒上少许浓盐水使其湿润
一直重复上两个步骤，直到烧杯中填满木炭，切记石墨电极一定不能松动
制作完成！
电压电流测试：
电压1.32V
电流126.3mA
这个电池的外壳是100mL烧杯，如果用50mL的烧杯来做，电压会小些，大约为1V，但电流可以达到惊人的310mA。
对于这个现象的原因，个人猜测是100mL的烧杯的口径比50mL烧杯的大，中央电极到铝片的距离较长从而导致电池内阻偏大，所以电流偏低。
重头戏来了，这也是制作铝空气电池的核心技术——低电阻木炭烧制技术
先为大家科普一下关于木炭的知识：
铝空气电池所使用的木炭与制作黑火药的木炭完全不同，后者是将木柴在完全隔绝空气加热，使其逐步炭化。制造黑火药所使用的木炭，含碳量要求控制在79±4%范围内，炭化温度在400℃左右。
而前者的制作就相对复杂一点：使木柴先在氧气充足的环境燃烧起来，再使其在缺氧的环境下炭化，在木柴刚炭化完毕时给予其充足的氧气使其再度燃烧，此时木炭燃烧的温度极高，高温下木炭的微观结构发生石墨化，因此它具有良好的导电性能。
这样得到的木炭也称为白炭，原因是白炭表面有一层白色粉末。其中最著名的白炭是日本的备长炭，它是世界上最好的木炭，如果用它来制作铝空气电池，可以极大提升电池的各个性能。当然其制作过程也极为复杂，真正的备长炭是用马木坚木在1200℃的高温下，经过15~30天炭化而成。
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白炭是什么
XXXXXXXXXXXXXXXXXX/XXXXXXXXXXXXXXml
白炭烧制技术大揭秘
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备长炭烧制过程
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备长炭——中日文化差异的体现
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我们当然不可能在家盖一个土窑花几十天的时间去炼炭，为了研究低电阻木炭的快速烧制技术，我查阅了很多资料，做了大量实验，终于掌握了这个技术，现与大家分享。
这是成品，我用樟木烧制的
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静观＆琪变 发表于 2014-9-15 20:46
这不属于燃料电池，消耗的是铝，木炭不会被消耗。
楼主说的电池做成后可为三台电动机供电，可持续供电约36小时(1.5天)，消耗的就是图中的那一片铝？而木炭则不会有任何消耗。这就是把最不好调弄的低电阻木炭摘除在消耗之外了，总是能买点就够了，至于铝片就容易得到了。
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静观＆琪变 发表于 2014-9-16 20:53
低电阻木炭不难做，按照教程掌握技巧即可
石墨电极是那种电池中的？记得一号干电池中的石墨电极没这么大。为三台电动机供电，可持续供电约36小时(1.5天) ，这相当于多少电量？楼主计算过么？
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静观＆琪变 发表于 2014-9-16 20:53
低电阻木炭不难做，按照教程掌握技巧即可
石墨电极是那种电池中的？记得一号干电池中的石墨电极没这么大。为三台电动机供电，可持续供电约36小时(1.5天) ，这相当于多少电量？楼主计算过么？
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好是的确好，就可惜是消耗极片的，如果只是消耗电解液就好了，没电了就补电解液，就能像加油一样的就更实用了
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既然木炭是用来储存氧气的，为什么不用多孔的烧结镍做正极，储存氧气的量更大，而且可以持续给氧，或者用净水器里的聚丙烯熔喷滤芯，完全可以用来代替木炭的作用
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请问一下盐水的作用，按理说烧出来的炭已经能导电了，加入清水就行了，为什么要用盐水当电解质
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往里倒入少量盐水作为电解质只是填补炭和炭之间的空缺增强导电性吗？
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引用 xxvii:看看高中化学课本，原电池那一章
往里倒入少量盐水作为电解质只是填补炭和炭之间的空缺增强导电性吗？
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引用 静观＆琪变:这个是因为新鲜盐水里的溶解氧补充进去了吧。。。
这个问题
我试验的时候发现，向电池中加入盐水，电动机会转得稍快一点，电压电流略有提升，但一会儿又恢复原状
原理上，电量只跟铝板的质量有关
所以加盐水并不会使电量上升
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引用 静观＆琪变:这个暑假发现了一个更好的炭来源——火盆烧烤[s::lol]
本帖最后由 静观＆琪变 于 2014-8-30 22:38 编辑
这样制备低电阻木炭的方法亦可，原理都是让木炭在长时间高温加热下发生石墨化降低电阻。
需要注意的是，最好不要用水浇，自然冷却为宜，这样可以让木炭中含有更多氧气...
店家本来就买的刚炭，一大盆子炭火烤三个小时都没怎么消耗，吃完烧烤把火盆中间烧的最亮的几块夹出来往炭灰里一埋，熄灭冷却了带回去万用表直接测不出电阻[s::lol]
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有导电海绵之类的（铂海绵电极）里面充气就效率高了吧
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引用 似水无痕:没有要求，电阻要足够低，但是木柴密度越高效果越好。
做碳的木材没有严格要求吧，包装箱用的那种杂木是不是也可以？
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引用 zxyso4:测不出电阻是因为温度不够高，可以鼓风加热5分钟试一下
这个暑假发现了一个更好的炭来源——火盆烧烤
店家本来就买的刚炭，一大盆子炭火烤三个小时都没怎么消耗，吃完烧烤把火盆中间烧的最亮的几块夹出来往炭灰里一埋，熄灭冷却了带回去万用表直接测不出电阻
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引用 青铜:我用的实验级石墨棒，干电池里的也可以。电量可以计算，只要知道铝的质量，再计算转移的电子数，最后乘以法拉第常数就行了
石墨电极是那种电池中的？记得一号干电池中的石墨电极没这么大。为三台电动机供电，可持续供电约36小时(1.5天) ，这相当于多少电量？楼主计算过么？
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引用 静观＆琪变:测不出电阻的意思是短路吧
测不出电阻是因为温度不够高，可以鼓风加热5分钟试一下
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引用 静观＆琪变:我的意思是直接到0电阻了 = =
测不出电阻是因为温度不够高，可以鼓风加热5分钟试一下
当然我是指针式万用表，直接偏到头了
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引用 静观＆琪变:@20！不曾存在：对 = =
测不出电阻是因为温度不够高，可以鼓风加热5分钟试一下
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引用 zxyso4:如果是这样，做出来的电池性能会非常好，很值得一试。
@20！不曾存在：对 = =
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可以考虑一下把报废的铅蓄电池拆掉，看下里面的结构把铅板换成铝板，铅板与铅板之间就可以填充木炭与盐水，碳棒自己想招吧，估计效果不错。
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改进的办法：1加炭里二氧化锰和导电炭黑，2使用碱液，3用不漏粉的无纺布做隔膜，
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引用 中科院学者:用二氧化锰和碱都不是用空气作为氧化剂。碱液这个词太不标准，差评。
改进的办法：1加炭里二氧化锰和导电炭黑，2使用碱液，3用不漏粉的无纺布做隔膜，
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你好！二氧化锰是经典的氧还原催化剂。碱液的使用可以提高铝的活性。最终反应的还是氧气
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直接用石墨粉代替木炭可以吗
还有，氯化钠不会被电解？
还有，氯化钠不会被电解？
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妈蛋，查了下，原来铝电池效率更高，是锂电池的2.3倍，这样岂不是以后更换电池直接换块铝板么，至于价格的话如果能解决氧化铝还原成铝的充电技术，那么就代表铝电池的春天来了，请问还有比铝能量密度更高的化学电池么？
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你们不知道提炼铝要消耗多少电么。。就放了这么点电出来。。
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引用 z-yq:不能这么说吧，哈工大一直都搞这个。
有一本书叫（铝空气电池）看过不知道放那里了你上网搜搜。会对你帮助很大的。
其实铝空气电池已经研究的很成熟了可以开发成可换极版式动力电池前景远大。铝中国又很多。可惜咱们那些砖家叫兽怨事。没人深入的烟酒。就知道瞎叫唤。等外国人吧。
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引用 8608860:没错，我从中收到了启发并做了一些改进。
我猜楼主可能看过一个类似这个的视频XXXXXXXXXXXXXXXXXX/v_show/id_XXXXXXXXXXXXXXXXml?from=y1.2-1-102.4.29-1.1-1-2-28-0
这一系列的视频拍得挺好的。
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引用 静观＆琪变:嗯，我也这么想，话说楼主做的真挺好的，我原来用碳棒+铅笔芯（碎）+盐水+卫生纸+青霉素瓶做过这个，输出电流才十几毫安（内阻太大，几十欧），三串两并才能点个高亮LED。后来我又谷歌了一下，然后默默地看着别人在小木虫论坛里讨论“聚四氟乙烯乳液……用锌粉做造孔剂……目前还是一次性的海水电池比较成熟……哈工大……”。然后默默地关掉网页。
没错，我从中收到了启发并做了一些改进。
这一系列的视频拍得挺好的。
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引用 静观＆琪变:不过看来看去到底还是看出点东西来，大概就是：
没错，我从中收到了启发并做了一些改进。
这一系列的视频拍得挺好的。
1.铝空气电池是可充的（类似电镀，也可以直接换铝板）。
2.铝空气电池充电时产生大量气体容易损坏极板（制约其商业化的一个因素）
3.铝空气电池输出功率小（制约其商业化的又一因素），但能量密度大（所以有人想着用铝空气电池给锂电池充电，再用锂电池给汽车供电）
4.我们仍未知道特斯拉公司的电池用了什么电解液。
5.如果用碱溶液，析氢腐蚀也是一大问题。
6.我们国家其实很早就开始搞铝空了，海水电池还是上世纪发明的。
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如果低阻木炭没有其他特殊作用的话，那么用活性炭不是更方便？材料也很好获取，而且内部表面积更大，更容易保存氧气
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引用 xxholic:那得看活性炭的种类了，我做实验的时候，发现市场上绝大多数活性炭的电阻都不够低。只有一种柱状的的活性炭符合要求，但是它的数量太少了。而且活性炭的价格也是一个问题。综合来看，还是自制的木炭性价比高。
如果低阻木炭没有其他特殊作用的话，那么用活性炭不是更方便？材料也很好获取，而且内部表面积更大，更容易保存氧气
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