鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:849次 | 2021年09月15日
續(xù)航上千公里?首塊穩(wěn)定鋰空氣電池出爐
我國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:多少年來(lái),研究人員一直希望能用鋰空氣電池代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋰離子電池,因?yàn)殇嚳諝怆姵氐男铍娔芰Ρ刃阅茏詈玫匿囯x子電池都要高出10倍以上,但是由于鋰空氣電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性,它在幾次充放電之后就會(huì)解體,這讓鋰空氣電池遲遲無(wú)法進(jìn)入消費(fèi)市場(chǎng)。
據(jù)報(bào)道,最近終于有研究人員宣布制造出了第一塊具有高度穩(wěn)定性的鋰空氣電池。假如這種新技術(shù)能夠投入商用,未來(lái)的電動(dòng)汽車將會(huì)擁有與傳統(tǒng)燃油汽車相同、甚至更強(qiáng)的續(xù)航能力,人們?cè)僖膊挥瞄_(kāi)一二百公里就停下來(lái)充電了。
鋰空氣電池在放電時(shí),陽(yáng)極的鋰釋放電子后成為鋰陽(yáng)離子(Li+),Li+穿過(guò)電解質(zhì)材料,在陰極與氧氣、以及從外電路流過(guò)來(lái)的電子結(jié)合生成氧化鋰(Li2O)或者過(guò)氧化鋰(Li2O2),并留在陰極,充電過(guò)程則相反。整個(gè)充放電循環(huán)要求有穩(wěn)定的電極與電解質(zhì)環(huán)境。
但是在之前的研究中,人們始終無(wú)法維持這兩者的穩(wěn)定性,被當(dāng)做陰極的碳棒會(huì)與電解質(zhì)出現(xiàn)各種意料之外的副反應(yīng),從而導(dǎo)致碳棒逐漸解體,幾次充放電循環(huán)過(guò)后,一塊鋰空氣電池就徹底無(wú)法使用了。
英國(guó)圣安德魯斯大學(xué)的化學(xué)家們改變了這一現(xiàn)狀,由彼得·布魯斯(PeterBruce)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)選擇將之前搗亂的兩個(gè)因素都替換掉。他們將傳統(tǒng)的碳陰極換成了惰性的納米級(jí)金陰極,其穩(wěn)定性要遠(yuǎn)高于碳棒;并且,他們還將之前由聚碳酸酯(polycarbonates)或聚醚(polyethers)制作的電解液,換成了一種名叫二甲基亞砜(DMSO)的導(dǎo)電溶液,這種溶液不那么容易在陰極發(fā)生反應(yīng)。事實(shí)證明他們成功了,新的納米金-二甲基亞砜組合的穩(wěn)定性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出原有組合。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
研究團(tuán)隊(duì)告訴《科學(xué)》雜志,新的鋰空氣電池在進(jìn)行了100次充放電之后,僅僅損失了5%的電量上限。
這結(jié)果非常鼓舞人心,它意味著鋰空氣電池的前景并不是毫無(wú)希望的。加拿大大學(xué)的化學(xué)家琳達(dá)·納扎爾(LindaNazar)說(shuō)。
不過(guò),納扎爾和其他科學(xué)家也表示,新型鋰空氣電池還沒(méi)有辦法迅速投入商業(yè)化使用。有關(guān)創(chuàng)業(yè)者來(lái)說(shuō),納米級(jí)黃金材料顯得太過(guò)昂貴,而且作為電解液的二甲基亞砜也有可能與陽(yáng)極的鋰發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致電解質(zhì)分解。還是那句話:革命尚未成功,同志仍需努力。
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