鋰-空氣電池的分類(lèi)介紹
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-08-16 22:31
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鋰-空氣電池的負(fù)極材料是金屬鋰、正極是能通過(guò)O2的多孔碳基材料，我們通常根據(jù)電解質(zhì)的不同將鋰空氣電池分為四類(lèi)：非質(zhì)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(zhì)子鋰-空氣電池：
典型非質(zhì)子鋰-空氣電池設(shè)計(jì)由一個(gè)金屬鋰陽(yáng)極、一個(gè)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(zhì)子性溶劑電解質(zhì)組成。常用的非質(zhì)子電解質(zhì)包括有機(jī)碳酸鹽、醚、酯、鋰鹽溶劑等。非質(zhì)子電解質(zhì)是目前應(yīng)用最多的電解質(zhì)，優(yōu)點(diǎn)是氧溶解度高、對(duì)鋰腐蝕性小、電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可操作性好，缺點(diǎn)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(guò)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(yáng)極、水電解質(zhì)和多孔碳陰極組成。水電解質(zhì)結(jié)合了溶解在水中的鋰鹽。它避免了陰極堵塞問(wèn)題，因?yàn)榉磻?yīng)產(chǎn)物是水溶性的。與非質(zhì)子溶劑相比，水設(shè)計(jì)具有較高的實(shí)際放電潛力。然而，鋰金屬與水有劇烈的反應(yīng)，因此水的設(shè)計(jì)要求鋰和電解液之間有一個(gè)固體電解質(zhì)界面。
混合體系鋰-空氣電池：
水體系-非質(zhì)子鋰-空氣電池或叫混合體系鋰-空氣電池，它的設(shè)計(jì)試圖聯(lián)合非質(zhì)子和水體系電池設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。混合設(shè)計(jì)的共同特征是一個(gè)由鋰導(dǎo)電膜連接的兩部分(一部分是水，一部分是aprotic)。當(dāng)陰極與水面接觸時(shí)，陽(yáng)極與非質(zhì)子端毗鄰。鋰導(dǎo)電陶瓷通常被用作連接兩個(gè)電解質(zhì)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(fù)極，陶瓷、玻璃或玻璃陶瓷作為電解質(zhì)，多孔碳作為正極。陽(yáng)極和陰極通常由聚合物-陶瓷復(fù)合材料分離，在陽(yáng)極上加強(qiáng)電荷轉(zhuǎn)移，并將陰極與電解液結(jié)合在一起。聚合物陶瓷復(fù)合材料降低了整體阻抗。固態(tài)電池設(shè)計(jì)增強(qiáng)了安全性從而消除了點(diǎn)火破裂的可能性，但缺點(diǎn)是大多數(shù)玻璃陶瓷電解質(zhì)的導(dǎo)電性低。
