铝空气电池具有极高的理论能量密度（8100Wh/kg）,并且还具有成本低、铝原料储量丰富和无毒无污染等特点,适合作为连接清洁能源和电池终端设备的能量载体,具有极大的应用前景。但铝空气电池的商业化仍面临着诸多困难,如铝阳极成本高、放电性能差,电池停机状态下的自腐蚀严重,以及大反应面积铝空气电池电解液流动不均匀性等问题。针对上述问题,本文分别展开了相关研究,研究内容如下:（1）通过以工业纯铝（纯度为99.7%）作为主要材料,并添加Mg、Mn、In、Sn等合金元素的方法,解决铝阳极制作成本高、放电性能差的问题。将合金阳极与高纯铝（纯度为99.99%）和1060铝（纯度为99.7%）进行对比,结果表明基于工业纯铝的Al-0.5Mg-0.2Mn-0.1In和Al-0.5Mg-0.2Mn-0.1In-0.1Sn合金都具有取代高纯铝作为碱性铝空气电池阳极材料的价值。Mg和Mn能够改善合金阳极中的元素分布,提高合金阳极的利用率,使腐蚀形貌更加均匀;Sn能够活化合金阳极,增大其放电性能。（2）针对铝空气电池在停机状态下自腐蚀严重的问题,设计了热风干燥方法,减小铝空气电池停机状态下的自腐蚀量。结果表明,通过快速干燥电池单体和持续控制电池单体内部的湿度（RH≤25%）能够将铝阳极在停机24h内的腐蚀量从3.380mg/cm~2降低至0.281mg/cm~2。但热风干燥产生的钝化层会对电池放电有一定抑制作用,通过对比发现,增大电解液的流量和降低电解液温度（在298.15～333.15K的范围内）能够加速消除钝化层,恢复电池放电性能。最后通过间歇放电循环试验和对比使用热风干燥系统前后空气极的形貌,验证了热风干燥方法的可行性。（3）根据计算流体动力学理论和传热学理论建立了铝空气电池的电解液及散热数值模型,简化了铝空气电池产热速率的计算方法,并对其进行了验证。通过数值模拟对反应面积为15cm×25cm的铝空气电池单体的进液结构进行了优化,提高了单体内部流场的均匀性,避免了反应腔内涡流的产生。最后根据模拟结果设计了相应铝空气电池单体结构,并进行了相关的放电测试。该结构单体的放电性能与前期电极材料的测试结果一致,其在常温环境中输出50A电流的情况下,电池电压仍能达到1V,确定了该结构单体的可行性。（4）通过建立以20个动力电池组成的铝空气动力电池模组的电解液流场模型,分析电池模组中各电池单体的流量分配不均匀的问题。仿真结果表明在模组进出管的方向相反时,电池模组中各电池单体的流量分布更加均匀;当模组进液管为渐缩管时,其流量不均匀度会进一步降低。最后,基于电解液管路的模拟结果设计了3k W铝空气电池模组。