工業(yè)鋰電池的發(fā)現(xiàn)!鋰空氣電池的研究取得了新的突破

鋰空氣電池是一種使用鋰作為負(fù)極，空氣中的氧作為正極反應(yīng)物的電池。鋰空氣電池比鋰離子電池具有更高的能量密度，因?yàn)樗鼈兊呢?fù)極(主要由多孔碳構(gòu)成)很輕，而且氧氣是從環(huán)境中獲取的，而不是儲存在電池中。

 

放電過程:鋰在負(fù)極中釋放電子，形成鋰正離子(Li+)，鋰離子通過電解液數(shù)據(jù)，在正極與氧結(jié)合，電子通過外部電路形成氧化鋰(Li2O)或過氧化鋰(Li2O2)，并停留在正極上。鋰空氣電池的開路電壓為2.91v。

 

由于其理論上更高的能量比，鋰空氣電池被認(rèn)為是鋰離子電池的潛在替代品。然而，到目前為止，這種系統(tǒng)主要局限于純氧環(huán)境，由于涉及陰極、陽極和電解質(zhì)的副作用，其循環(huán)壽命有限。在氮?dú)?、二氧化碳和水蒸氣的存在下，這些副作用可能會變得更加復(fù)雜。此外，由于需要儲存氧氣，鋰-氧系統(tǒng)的體積能量密度可能太小，無法實(shí)際使用。

 

最近,在伊利

 

 

 

芝加哥努伊大學(xué)的Amin salehi-khojin教授和由Curtiss教授(合著者)領(lǐng)導(dǎo)的Larry a。他們與伊利諾伊理工學(xué)院和加州州立大學(xué)合作，使用了兩種策略來約束鋰-氧電池在類似空氣的環(huán)境中產(chǎn)生的副作用，這種環(huán)境中含有一定數(shù)量的O2、N2、CO2和H2O。首先，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個Li2CO3 / c涂層的鋰陽極，它只允許鋰離子通過，然后保持陽極不受空氣成分的影響。其次，陰極由之前報道的二硫化鉬納米薄片構(gòu)成，離子液體1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽(emim-bf4)和二甲基亞砜(DMSO)的混合物作為電解質(zhì)。該系統(tǒng)的組成部分協(xié)同工作，以防止在存在二氧化碳和水的情況下產(chǎn)生副產(chǎn)物。作為鋰空氣電池在模擬空氣環(huán)境中運(yùn)行，循環(huán)壽命可達(dá)700倍。研究結(jié)果發(fā)表在《自然》雜志上，題為“在空氣環(huán)境中具有長循環(huán)壽命的鋰氧電池”。