据美国《每日科学》网站21日报道,美国科学家设计出一种新型锂空气电池,可在在自然空气环境下表演破纪录的750次。充电/放电周期后仍然工作正常。
研究人员表示,这种锂空气电池有望掀起电池领域的新革命。相关论文发表在最新一期的《自然》杂志上。 锂空气电池放电时锂与空气中的氧气化合形成过氧化锂;然后通过施加电流来反转此过程以完成充电。与目前在充电电池中流行的锂离子技术相比,锂空气电池理论上可以储存更多的能量,但其发展面临着一些障碍。
中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室张新波研究员向科技日报记者解释,首先,锂正极[y2]将被被氧化,由于二氧化碳和水蒸气的存在,正极会产生大量的二氧化碳和水蒸气。有害的副产品。因此,大多数锂空气电池无法在真正的自然空气环境中长时间工作。
此外,由于氧气是燃烧促进剂,还会带来严重的安全隐患。 在最新研究中,来自伊利诺伊大学和阿贡国家实验室的科研团队对锂空气电池的正极、负极和电解液(电池的三个主要成分)进行了改性,获得了独特的组合这些挑战都被克服了。 他们在锂阴极上涂上了一层薄薄的碳酸锂,这使得阴极的锂离子可以进入电解质,同时防止其他化合物到达阴极。此外,新型电池的负极创新性地采用二硫化钼作为催化剂;此外,新型电解液由离子液体和二甲基亚砜(电池电解液的常见成分)的混合物制成,可以促进过氧化锂的生成。
主要的电化学反应,大大减少其他副反应的发生,提高电池效率。 张新波表示:“这种新的电池设计思路极大地拓展了锂空气电池的实际应用领域,可以吸引更多的科研人员对其进行投入,大力推动锂空气电池的应用进程。” 然而,研究人员表示,要将最新的实验电池商业化,还有很多工作要做。张新波还指出,电池中电解液的成本也不容忽视。