什么是鋰空氣電池？跟鋰離子電池相比有什么優(yōu)勢？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-29 20:54
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若是厭倦每天都要花時間幫手機充電，以及漫長的電動汽車充電時間，人們或許可以將希望放在科學(xué)家正研發(fā)的鋰空氣電池。
鋰空氣電池（lithium-air）是種金屬空氣電化學(xué)電池，陽極采用金屬鋰，陰極材料則是幾乎無重量的氧，相較于其他電池，鋰空氣電池重量較輕，其也具有相當(dāng)大的儲能潛力，理論能量密度比常見的鋰離子電池高5-6倍，基本上可與汽油相媲美，若是用于電動汽車，續(xù)航里程更可高達800公里。
可是該技術(shù)商業(yè)化仍有待突破，假如電池中的鋰離子與空氣中的二氧化碳、水蒸氣接觸，就會在陽極形成副產(chǎn)品，進而降低電池性能與壽命，再加上目前鋰空氣電池的電流密度較低，還無法像鋰離子電池一樣快速充放電，該技術(shù)得解決上述問題才能跨出實驗室。
由美國堪薩斯大學(xué)機械工程助理教授XianglinLi率領(lǐng)的團隊便打算助鋰空氣電池一臂之力，想進一步了解并加以改進電池陰極的功能。Li教授指出，陰極是空氣進入的地方，必須要通過納米孔洞來過濾空氣并吸收氧氣，納米孔洞大小、結(jié)構(gòu)、鏈接度與濕潤性（wettability）為一大研究要點。
目前該團隊正在美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)進行納米級研究，該大學(xué)擁有一組納米級測量設(shè)備，分辨率可達20-30nm，Li教授想借此觀察鋰空氣電池的電極，并改善氧氣通過電極速度太慢的挑戰(zhàn)。
通常電池的電化學(xué)反應(yīng)都發(fā)生在電極與電解質(zhì)之間的接面，科學(xué)家雖然可以通過納米材料打造高表面積電極，提升氧氣接觸面積，但是納米孔的電阻較高，質(zhì)量傳遞速度非常緩慢。
且鋰空氣電池采用液態(tài)電解質(zhì)，氧氣傳遞速度也很慢──這就像人們無法通過沾水的紙張來呼吸一樣，因此團隊正努力在電極中打造氣相（gasphase），讓氧氣可以在電極快速轉(zhuǎn)移，若該研究有成，鋰空氣電池有望在幾年內(nèi)商業(yè)化。
不少科學(xué)家已提出許多新穎想法，但在實際找到可商業(yè)生產(chǎn)鋰空氣電池的方法之前，該技術(shù)僅處于實驗室階段，若想要使用蓄電力超強的電池，還得憑借科學(xué)家持續(xù)研究。
鋰空氣電池（lithium-air）是種金屬空氣電化學(xué)電池，陽極采用金屬鋰，陰極材料則是幾乎無重量的氧，相較于其他電池，鋰空氣電池重量較輕，其也具有相當(dāng)大的儲能潛力，理論能量密度比常見的鋰離子電池高5-6倍，基本上可與汽油相媲美，若是用于電動汽車，續(xù)航里程更可高達800公里。
可是該技術(shù)商業(yè)化仍有待突破，假如電池中的鋰離子與空氣中的二氧化碳、水蒸氣接觸，就會在陽極形成副產(chǎn)品，進而降低電池性能與壽命，再加上目前鋰空氣電池的電流密度較低，還無法像鋰離子電池一樣快速充放電，該技術(shù)得解決上述問題才能跨出實驗室。
由美國堪薩斯大學(xué)機械工程助理教授XianglinLi率領(lǐng)的團隊便打算助鋰空氣電池一臂之力，想進一步了解并加以改進電池陰極的功能。Li教授指出，陰極是空氣進入的地方，必須要通過納米孔洞來過濾空氣并吸收氧氣，納米孔洞大小、結(jié)構(gòu)、鏈接度與濕潤性（wettability）為一大研究要點。
目前該團隊正在美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)進行納米級研究，該大學(xué)擁有一組納米級測量設(shè)備，分辨率可達20-30nm，Li教授想借此觀察鋰空氣電池的電極，并改善氧氣通過電極速度太慢的挑戰(zhàn)。
通常電池的電化學(xué)反應(yīng)都發(fā)生在電極與電解質(zhì)之間的接面，科學(xué)家雖然可以通過納米材料打造高表面積電極，提升氧氣接觸面積，但是納米孔的電阻較高，質(zhì)量傳遞速度非常緩慢。
且鋰空氣電池采用液態(tài)電解質(zhì)，氧氣傳遞速度也很慢──這就像人們無法通過沾水的紙張來呼吸一樣，因此團隊正努力在電極中打造氣相（gasphase），讓氧氣可以在電極快速轉(zhuǎn)移，若該研究有成，鋰空氣電池有望在幾年內(nèi)商業(yè)化。
不少科學(xué)家已提出許多新穎想法，但在實際找到可商業(yè)生產(chǎn)鋰空氣電池的方法之前，該技術(shù)僅處于實驗室階段，若想要使用蓄電力超強的電池，還得憑借科學(xué)家持續(xù)研究。
