鋰空氣電池能量密度有望創(chuàng)新高
來源：科技日報 時間：2023-02-28 14:30
據(jù)最新一期《科學(xué)》雜志報道，美國能源部阿貢國家實(shí)驗(yàn)室和伊利諾伊理工學(xué)院研究人員攜手開發(fā)出一種新型鋰空氣電池，其使用固體電解質(zhì)，不僅安全，且歷經(jīng)1000次充放電循環(huán)仍保持穩(wěn)定。進(jìn)一步研究有望讓其能量密度達(dá)到鋰離子電池的4倍，不僅能為電動汽車提供更長的續(xù)航里程，也有望為飛機(jī)和長途卡車提供電力。
研究團(tuán)隊解釋稱，新型鋰空氣電池的主要新成分是固體電解質(zhì)，而非通常使用的液體電解質(zhì)，液體電解質(zhì)電池可能會因過熱而起火。
此外，過去的鋰空氣電池在放電過程中，金屬陽極中的鋰會穿越液體電解質(zhì)與氧結(jié)合，在陰極處產(chǎn)生過氧化鋰或超氧化鋰。在充電過程中，過氧化鋰或超氧化鋰被分解成鋰和氧。而最新研制電池中的固體電解質(zhì)由一種陶瓷聚合物組成，這種聚合物材料由相對廉價的元素以納米顆粒的形式制成，能在放電時產(chǎn)生氧化鋰。
阿貢國家實(shí)驗(yàn)室研究人員表示，產(chǎn)生超氧化鋰或過氧化鋰的化學(xué)反應(yīng)只涉及每個氧分子存儲的一個或兩個電子。而產(chǎn)生氧化鋰的化學(xué)反應(yīng)則涉及4個電子，儲存的電子越多，意味著能量密度越高。最新研制出的鋰空氣電池是首個在室溫下實(shí)現(xiàn)4個電子反應(yīng)的鋰空氣電池。
研究團(tuán)隊指出，此前的鋰空氣電池循環(huán)壽命非常短，而新產(chǎn)品歷經(jīng)1000次充放電循環(huán)仍能保持穩(wěn)定。此外，隨著進(jìn)一步開發(fā)，新款鋰空氣電池的能量密度將高達(dá)創(chuàng)紀(jì)錄的1200瓦時/千克，幾乎是鋰離子電池的4倍。（劉霞）
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