鋁空氣電池是由金屬鋁負極、空氣正極和電解質構成的金屬空氣電池。鋁空氣電池在單體電池中以鋁為負極、多孔碳材料為正極，以氫氧化鉀和氫氧化鈉水溶液為電解質。其放電時，鋁失去電子，電子經過外電路到達多孔碳空氣正極將空氣中的氧氣還原，電解液中生成氧化鋁，以此對外電路提供能量。鋁空氣電池不同于鋰空氣電池，它沒有充電過程，是一般意義上的一次電池，需要更換鋁極板才能重新使用。
鋁空氣電池采用高純鋁或鋁合金作電池陽極材料。其優點是容量大質量輕，理論比能量可達8100W·h/kg；同時，鋁空氣電池具有極高的體積能量密度，十分適合用作電動汽車的動力電池；此外，鋁空氣電池無毒，另外鋁原材料豐富，成本較低。鋁空氣電池也存在一些缺點，它的比功率低，放電緩慢，電壓滯后，自放電率較大，另外需要采用熱管理系統進行溫度控制。
構造特點
在單體電池中以鋁（Al）為負極、氧為正極，在鋁空氣電池兩側有一對輔助空氣電極，作為鋁空氣電池正極，在工作時只消耗鋁和少量的水。
主要特點
比能量大
鋁空氣電池的理論比能量可達8100Wh/kg，2014年的鋁空氣電池的實際比能量只達到350Wh/kg，但也是鉛酸電池的7～8倍、氫電池的5.8倍、鋰電池的2.3倍。采用鋁空氣電池后，車輛能夠明顯地提高續駛里程，國外有關資料介紹，加利福尼亞州在使用鋁空氣電池的電動汽車上，有過只更換一次鋁電極續駛里程達1600km的記錄。
質量輕
我國開發和研制的牽引用動力型鉛酸蓄電池的總能量為13.5kWh，總質量為375kg。而同樣能量的鋁空氣電池總質量僅45kg，為鉛酸蓄電池質量的12%。由于電池質量大大減輕，車輛的整備質量也降低，可以提高車輛的裝載能量或延長續駛里程。
無毒危險
鋁對人體不會造成傷害，可以回收循環使用，不污染環境。鋁的原材料豐富，已具有大規模的鋁冶煉廠，生產成本較低。鋁回收再生方便，回收再生成本也較低。而且可以采用更換鋁電極的方法，來解決鋁空氣電池充電較慢的問題。
雖然鋁空氣電池含有高的比能量，但比功率較低，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來防止鋁空氣電池工作時的過熱。
相關應用
海洋電池
1991年，我國首創以鋁－空氣－海水為能源的新型電池，稱之為海洋電池。它是一種無污染、長效、穩定可靠的電源。海洋電池徹底改變了以往海上航標燈兩種供電方式：一是一次性電池，如鋅錳電池、鋅銀電池、鋅空（氣）電池等。這些電池體積大，電能低，價格高。二是先充電后給電的二次性電源，如鉛蓄電池，鎳鎘電池等。這種電池要定期充電，工作量大，費用高。
海洋電池，是以鋁合金為電池負極，金屬（Pt、Fe）網為正極，用取之不盡的海水為電解質溶液，它靠海水中的溶解氧與鋁反應產生電能的。我們知道，海水中只含有0.5%的溶解氧，為獲得這部分氧，科學家把正極制成仿魚鰓的網狀結構，以增大表面積，吸收海水中的微量溶解氧。這些氧在海水電解液作用下與鋁反應，源源不斷地產生電能。兩極反應為：
負極：（Al）：4Al－12e=4Al
正極：（Pt或Fe等）：3O+6HO十12e=12OH
總反應式：4Al+3O十6HO=4Al(OH)↓
海洋電池本身不含電解質溶液和正極活性物質，不放入海洋時，鋁極就不會在空氣中被氧化，可以長期儲存。用時，把電池放入海水中，便可供電，其能量比干電池高20～50倍。電池設計使用周期可長達一年以上，避免經常交換電池的麻煩。即使更換，也只是換一塊鋁板，鋁板的大小，可根據實際需要而定。海洋電池沒有怕壓部件，在海洋下任何深度都可以正常工作。海洋電池，以海水為電解質溶液，不存在污染，是海洋用電設施的能源新秀。
汽車驅動
電動汽車用的鋁電池具有比鋰離子電池多達八倍里程范圍的潛力，和顯著較低的總重量。鋁空氣電池是原電池，即非可再充電電池。一旦鋁陽極由它在浸在水基電解質的陰極與大氣中的氧氣反應而被消耗以形成擬薄水鋁石，電池將不再產生電力。然而，有可能用從回收的水合氧化鋁制作新的鋁陽極的機械方式對電池充電。如果鋁空氣電池被廣泛采用，這樣的回收將是必不可少的。
鋁動力汽車已經被討論了幾十年。混合電池技術減低了成本，并且混合的鋁空氣/鉛酸電池的電動車輛于1989年有公路試驗的報道。于1990年在安大略省，鋁動力的插電式混合動力面包車被演示。在2013年3月，Phinergy公司發表了電動車的影片演示，使用采用了特殊陰極和氫氧化鉀的鋁空氣電池驅動電動車330公里。在2013年5月27日，以色列10頻道晚間新聞播出顯示出一輛汽車帶有Phinergy電池在后面，而“加注燃料”是用“純”飲用水，聲稱在需要更換鋁陽極之前，可以有2,000公里（1,200英里）的里程范圍。
研發進展
美鋁加拿大公司和以色列公司Phinergy新展示的100公斤重的鋁空氣電池儲存了可行駛3000公里的足夠電量。
使用這種電池的汽車仍需保留鋰電子電池，鋁電池只在鋰電池電量耗盡后才啟動，因此可以用很長時間，期間只需每月加注清水。通常在一年左右達到使用極限后，到服務站更換充滿電的鋁電池即可。（此處應該是更換新的鋁板）
新電池并不是從普通電網充電，而是在美國鋁業公司水電站的熔煉車間充電，充滿電的電池其實是一塊大部分由鋁制成的厚重面板。鋁板利用從空氣中吸收的氧氣以及用戶給汽車加的水產生化學作用，將鋁變成氧化鋁，從而釋放出能量，為汽車持續提供動力。鋁的氧化反應在鋁暴露在空氣中時會自然發生，表面的氧化鋁會阻止深層的鋁繼續發生反應，新電池采用的新技術則包含了電解質可溶解表面氧化層，使反應持續進行。
參考資料 >
鋁空氣電池.中國大百科全書.2024-03-31
鋁空氣電池的優缺點.全球電池網.2012-12-11
超級“注水”電池續航達3千公里.新浪網.2014-06-10