铝空气电池由于其较高的理论能量密度(8100 Wh g^-1)、容量密度(2980 Ah kg^-1)、环保安全、资源丰富的优点,是解决当下能源问题和环境问题的理想化学电源。目前铝空气电池处于产业化起步阶段,解决铝的自腐蚀,改善铝空气电池电化学性能,是开发高比容量和高比功率的铝空气电池的关键。为此,本课题研究了盐-碱双电解质和盐基碱性电解质,从而抑制铝的自腐蚀。此外,本课题对铝空气电池的结构进行优化设计,并研究其电化学性能,使其能适应动力电池的应用。首先,研究NaCl溶液为阳极电解质、NaOH溶液为阴极电解质的盐-碱双电解质铝空气电池的性能,正阳极电解液之间通过阳离子交换膜隔开。研究NaCl浓度对电池的影响,确定当NaCl浓度达到3 mol L^-1以上时电池呈现出较好的电化学性能。通过研究温度对电池性能的影响,确定60℃为电池运行的理想温度。基于极距对电池性能的影响,设计出微极距的双电解质铝空气电池结构,并基于铝阳极便捷更换的需求,对电池单体结构进行优化。通过恒流放电得出盐-碱双电解质铝空气电池的比容量可以达到2661 Ah kg^-1,峰值能量密度可以达到1325Wh kg^-1。然而,电池极化较大,峰值功率密度仅能达到2.2 mW cm^-2。随后,基于盐-碱双电解质铝空气电池的结构向盐中加入微浓度的碱液提高铝在电解液中的活性,即使用盐基碱性电解液为阳极电解液。经过电化学测试发现向NaCl溶液中加入1 mol L^-1 NaOH后电池的电化学性能得到明显改善,峰值功率密度达到35 mW cm^-2,峰值能量密度达到1870 Wh kg^-1。此外,电池在20mA cm^-2电流密度下放电仍能保持1875 Ah kg^-1左右的比容量。通过电解液循环可以使得碱在电解液腔体中不会快速被消耗完,且能向储液罐中添加碱以保持其浓度。最后,对以7 mol L^-11 KOH为电解液的铝空气动力电池的结构进行设计优化,并研究其电化学性能。通过减小极距至2 mm降低电池的阻抗;通过调节电解液流速确定在40-60 ml min^-1电解液流速下动力电池呈现出较好的电化学性能。确定好电池极距和电解液流速后进行电化学测试,测得60℃下以40 ml min^-1电解液流速下循环的铝空气动力电池峰值功率密度为180 mW cm^-2,在50 mA cm^-2电流密度下比容量为2447 Ah kg^-1,能量密度约为3426 Wh kg^-1。通过对铝阳极和电池单体结构进行设计,避免了沉淀堆积和铝浪费的问题,并设计千瓦级电池模组。总之,使用盐-碱双电解质铝空气电池能有效抑制铝空气电池的自腐蚀问题。使用盐基电解质能使得铝空气电池拥有较高的比容量,将以其为电解质的铝空气电池应用于便携式设备很有前景。经过优化设计的碱性铝空气动力电池也由于其良好的性能能满足产业化的需求。