什么是鋰空氣電池？鋰空氣電池工作原理是怎樣的？
來源：寶鄂實業(yè)
2022-04-10 22:29
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鋰空氣電池是一種用鋰作陽極，以空氣中的氧氣作為陰極反應物的電池。鋰空氣電池比鋰離子電池具有更高的能量密度，因為其陰極（以多孔碳為主）很輕，且氧氣從環(huán)境中獲取而不用保存在電池里。其實，鋰空氣電池就是金屬燃料電池，通俗地來說就是用金屬鋰做負極，氧氣做正極的一種鋰電池。鋰空氣電池的優(yōu)點在于比能量高（比能量，簡單地理解就是單位質(zhì)量的電極材料參與反應時放出電能的大?。碚撋辖咏似?。
雖然鋰空氣電池比能量高，但是它的缺點就是反應可逆性差，需要催化劑。這里所說的2D材料也叫做“二維材料”。用它們做催化劑的時候，能夠提高電池內(nèi)部的化學反應速率，使鋰空氣電池的效率更高、充電能力更強，電池保存能量的能力和提供能量的能力被大大提升了。
放電過程：陽極的鋰釋放電子后成為鋰陽離子（Li+），Li+穿過電解質(zhì)材料，在陰極與氧氣、以及從外電路流過來的電子結(jié)合生成氧化鋰（Li2O）或者過氧化鋰（Li2O2），并留在陰極。鋰空氣電池的開路電壓為2.91V。
鋰空氣電池工作原理
鋰空氣電池采用鋰作為負極活性材料，采用多孔的氣體擴散層電極作為正極材料，按電解質(zhì)體系主要分為有機電解液體（非水性電解液體系）、水性電解液體系、混合電解液體系和全固態(tài)電解質(zhì)體系。
4Li+O2+2H2O→4LiOH（1-1）
放電過程中Li、H2O和O2被消耗，在Li表面生成了一層保護膜而阻礙電化學反應的快速進行。在開路或低功率的狀態(tài)下，Li的自放電率很高，并伴隨著Li的腐蝕反應：
Li+H2O→LiOH+1/2H2（1-2）
在水系電解液中，金屬Li極易和水反應，因此對鋰離子隔膜的阻水性有很高要求，目前還沒有商業(yè)化的產(chǎn)品。綜合考慮實用性和安全性，水系鋰空氣電池并非最終實際應用的首選。
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