鋰-空氣電池的分類


鋰-空氣電池的負極材料是金屬鋰、正極是能通過O2的多孔碳基材料，我們通常根據(jù)電解質的不同將鋰空氣電池分為四類：非質子性鋰-空氣電池、水體系鋰-空氣電池、混合型鋰-空氣電池和固態(tài)鋰-空氣電池。

非質子鋰-空氣電池：

典型非質子鋰-空氣電池設計由一個金屬鋰陽極、一個添加催化劑粒子的多孔碳基材料陰極，以及溶解鋰鹽的非質子性溶劑電解質組成。常用的非質子電解質包括有機碳酸鹽、醚、酯、鋰鹽溶劑等。非質子電解質是目前應用最多的電解質，優(yōu)點是氧溶解度高、對鋰腐蝕性小、電池結構簡單、可操作性好，缺點是放電產(chǎn)物為固體，容易阻塞空氣正極，且鋰氧化物中只有Li2O2能在充電過程中分解，電池循環(huán)性能較差。

水體系鋰-空氣電池：

水體系鋰-空氣電池由鋰金屬陽極、水電解質和多孔碳陰極組成。水電解質結合了溶解在水中的鋰鹽。它避免了陰極堵塞問題，因為反應產(chǎn)物是水溶性的。與非質子溶劑相比，水設計具有較高的實際放電潛力。然而，鋰金屬與水有劇烈的反應，因此水的設計要求鋰和電解液之間有一個固體電解質界面。

混合體系鋰-空氣電池：

水體系-非質子鋰-空氣電池或叫混合體系鋰-空氣電池，它的設計試圖聯(lián)合非質子和水體系電池設計的優(yōu)點?；旌显O計的共同特征是一個由鋰導電膜連接的兩部分(一部分是水，一部分是aprotic)。當陰極與水面接觸時，陽極與非質子端毗鄰。鋰導電陶瓷通常被用作連接兩個電解質的薄膜。


固態(tài)鋰-空氣電池：

目前的固態(tài)鋰-空氣電池使用鋰做負極，陶瓷、玻璃或玻璃陶瓷作為電解質，多孔碳作為正極。陽極和陰極通常由聚合物-陶瓷復合材料分離，在陽極上加強電荷轉移，并將陰極與電解液結合在一起。聚合物陶瓷復合材料降低了整體阻抗。固態(tài)電池設計增強了安全性從而消除了點火破裂的可能性，但缺點是大多數(shù)玻璃陶瓷電解質的導電性低。