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鋰空氣電池研究獲新進展,新材料使其穩定性大大提高


發布時間:2012-08-23 16:28:50  來源:红杏软件電子鋰電事業部 點擊次數:
        鋰空氣電池能量密度比鋰電池也高出10倍以上,一直以來是人們重點研究的對象之一。但由於鋰空氣電池內部結構的不穩定使其遲遲不能實現商用。據報道,英國聖安德魯斯大學的化學家們通過采用新型材料,已克服這一缺陷。
        據悉,鋰空氣電池放電過程為:處於陽極的鋰陽離子穿過電解質材料到陰極與氧氣及外電路流過來的電子結合生成氧化鋰(Li2O)或者過氧化鋰(Li2O2),並留在陰極。而充電過程則相反。但是鋰空氣電池反複充放電過程中,陰極的碳棒會和電解質產生各種意料之外的副反應,導致碳棒不斷解體,在用了幾次後,一塊鋰空氣電池就再也無法使用了。這也導致鋰空氣電池無法普及推廣。
        在英國聖安德魯斯大學研究人員的最新研究中,有效解決了這一問題。此次,由彼得•布魯斯(PeterBruce)領導的研究團隊通過替換新的電極及電解質材料,使電池的穩定性得到了大大的提升。他們的做法是,將傳統的碳陰極換成了惰性的納米級金陰極,將之前由聚碳酸酯(polycarbonates)或聚醚(polyethers)製作的電解液,換成了一種名叫二甲基亞碸(DMSO)的導電溶液。據悉,納米級金陰極的穩定性遠高於碳棒,使用過程中不會解體。而二甲基亞碸溶液也不那麽容易在陰極發生反應。
        在替換材料後,他們發現,新的“納米金-二甲基亞碸”組合的穩定性要遠遠超出原有組合。而根據他們實驗室得出的數據,采用新材料的鋰空氣電池在進行了100次充放電之後,損失的電量不超過5%。不過目前遇到的新問題是,納米級黃金材料過於昂貴,而且二甲基亞碸也有可能與陽極的鋰發生反應,所以仍需進一步的改良。
        但是加拿大滑鐵盧大學的化學家琳達•納紮爾(LindaNazar)指出,這一研究成果相當鼓舞人心,意味著鋰空氣電池應用前景並非毫無希望。在不斷的技術進步下,鋰空氣電池未來將有望廣泛用作車用動力電池及大型儲能電池。
 
 
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