工信部点名！电池技术新方向！金属空气电池解析（附相关企业）

10月23日，工业和信息化部装备工业发展中心党委书记、副主任柳新岩今日在2025新能源电池产业发展大会上表示，全球电池出货量前10的企业中，中国企业占据6席，占总出货量的比重达69%。工信部提出四点建议，其一是强化技术创新引领，系统布局新型材料体系、全固态电池、金属空气电池等新一代电池研发工作，加速新技术的落地转化、产业化进程。#金属空气电池 #电池

金属空气电池（Metal-air battery）是一种通过金属与氧气化学反应产生电能的装置。其工作原理类似于普通电池，即在阳极和阴极之间通过化学反应来产生电能。但与普通电池不同的是，金属空气电池使用金属（如锌、铝、锂、铁等）作为负极活性物质，使用空气中的氧气作为正极活性物质。由于不需要携带沉重的正极活性物质，金属空气电池重量大幅减轻。

（资料来源：Metal-Air Batteries: Will They Be Future Electrochemical Energy Storage of Choice?）

金属空气电池具有以下优点：

①高能量密度：由于使用大气中充足的氧气作为阴极活性物质，金属空气电池比其他类型的电池更具能量密度，因此可以提供更长的续航里程；

②环境友好：金属空气电池的废弃物为金属氧化物和水，无毒无害，对环境也不会产生危害；

③安全性高：金属空气电池不存在易燃、易爆等安全隐患，相对较为安全可靠；

④成本低廉：由于其底层技术成熟，且无需昂贵的金属资源，金属空气电池成本相对较低。

（资料来源：Metal-Air Batteries: Will They Be Future Electrochemical Energy Storage of Choice?）

02、铝空气电池

铝空气电池以高纯度铝（含铝99.99%）为负极、氧为正极，以氢氧化钾（KOH）或氢氧化钠（NaOH）水溶液为电解质。铝摄取空气中的氧，在电池放电时产生化学反应，铝和氧作用转化为氧化铝。

（资料来源：国金证券研究所）

铝空气电池是一种能量密度高、性能优越、无污染的新型电池，相比于铅酸、镍氢、锂离子电池，它具有“能量密度高、使用寿命长、环保无污染”的优点，也存在着“比功率较低、充放电较慢、自放电率较高”等技术问题有待完善。

（资料来源：云铝股份公告，国金证券研究所）

03、锌空气电池

锌空气电池使用锌作为负极，空气中的氧气作为正极活性物质，通过锌与氧气的化学反应来产生电能。放电时，锌负极失去电子，被氧化，生成氧化锌，正极氧气吸收来自负极的电子，被还原，生成氢氧根离子。

（资料来源：知乎Will.liu）

在实际生活中，小微型锌空气电池已经是非常成熟的产品。计算器、电子手表等小型电子消费品都有锌空气电池的版本，特定产品如助听器用的基本都是锌空气电池，电荷量在200-500 mA·h，比同体积的锌锰电池大3倍以上。在体积比能量上面，锌空气电池现阶段是不折不扣的纽扣电池之王。

（资料来源：知乎Will.liu）

但在汽车制造方面，锌空气电池难以撼动锂动力电池的地位，主要是因为锌空气电池存在以下缺点：

1）无法如锂电池那样充电，必须要有专门的换液（换锌）站点，意味着基建和高成本的前期投入。所以虽然锌空气电池比锂电池便宜，但是配套换电池的设施设备就贵了，而锂电池是可以反复充电，一次配置，后续不会出现繁琐的换电解液和锌的过程。

2）锌空气电池先天密封性不好，因为锌空气电池的放电原理是依托空气中的氧气和锌反应，所以电池不能密封，一般来说电池外壳必须要留有多个气孔供空气进入（对通风要求高），无论是CO2进入电解液产生碳酸化还是水气进入电池使得电解液稀释（或者高温下电解液的水分迅速蒸发），都会严重影响到电池本身的放电能效。

3）锌空气电池的功率很难做高，一个是空气扩散电极催化剂的原因，一个是因为现在锌粒架构使得电池内阻在运动状态会变大，车辆的振动导致了锌粒之间的接触电阻变大。功率偏低，会使得车辆在需要高功率输出，如加速、爬坡这个时候显得无力。

4）无法适应低氧区域，如高原地带等，因为需要足够氧气进行反应来产生电力。

04、锂空气电池

锂空气电池负极采用金属锂，正极则是空气中的氧。放电过程中，负极的金属锂被氧化，正极的氧气被还原，从而在外电路中产生电流。

目前，有四种类型的锂空气电池，分别为非质子性（Nonaqueous）、液态（aqueous）、固态（solid state electrolyte）、混合的水非质子性（Hybrid）的锂空气电池。

（资料来源：《Metal Air Batteries with High Energy Density: Li Air versus Zn Air》，国金证券研究所）

锂空气电池的主要吸引力是非常高的能量密度，远远超过其他类型的传统的电池可存储的能量密度使其更接近汽油的能量密度。锂空气电池有此优势是因为它们使用的氧气是来自于空气，而不是内部存储的氧化剂。

（资料来源：《Metal Air Batteries with High Energy Density: Li Air versus Zn Air》，国金证券研究所）

锂空气电池也存在以下问题：

1）由于放电过程中产生锂的过氧化物导致有孔碳材料堵塞，使得放电不完全；

2）水的蒸发导致正极材料无法锁住空气中的氧；

3）树枝状的锂沉淀物导致电池循环性能降低，能量容量下降，或者会引树枝状的锂沉淀物导致电池循环性能降低，能量容量下降，或者会引起短路；

4）充电时的过电位显著高于放电时的过电位，表面存在二次反应，使得电池效率只有65%。二氧化锰、钴和铂等催化剂能降低过电位，但原理仍未弄清，特别是二氧化锰能显著提高正极材料性能。

05、相关企业

鹏辉能源：布局锌空气、铝空气等多种金属空气电池技术，产品覆盖消费、动力、储能领域。

雄韬股份：专注于燃料电池、铝空气电池、锌空气电池等新型电池研发，是锌空气电池领域的技术储备型企业。

云铝股份：铝业上市公司，参股铝空气电池研发项目，推动铝空气电池技术发展。

科力远：在金属空气电池等新型电池应用场景取得突破，实现样品供应或批量生产。

智慧农业：铝空电池目前主要作为储能和后备动力源在应急等场景有所应用。

新疆众和：曾与中国科学院大连化学物理研究所共同申请的《一种铝空气电池》发明专利。

宁德时代：新能源汽车下一代电池发展方向包括全固态锂电池、锂金属空气电池、氢燃料电池等，当前尚处于基础和应用研究阶段。

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来源：策金说