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锂空气电池的潜伏用处

锂空气电池的潜伏用处

来源:
2021/11/24 14:28
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【摘要】:

  金属空气电池技术

  金属-空气电池,特别是锂-空气电池的发展引起了人们的广泛关注。

  锂空气电池是以金属锂为负极,空气中的氧为正极活性物质,通过锂与氧的电化学反应,完成电能和化学能的转换。这种电池的理论能量密度约为每公斤3500瓦时,是汽油的10倍。鉴于锂空气电池的潜在用途,许多国家都开展了相关的研究工作。IBM一直致力于其电池500项目,该项目旨在结束电动汽车充电一次可行驶500英里的政策。朝日等日本企业的参与将促进差距和电解质研究。

  锂空气电池并不是一个新概念,它是由洛克希德公司的研究人员在1976年首次提出的。1996年,Abraham等人提出了有机电解液体系,开辟了锂-空气电池研究的新前景。目前对锂空气电池的研究主要集中在正极上,正极直接选择电池的使用。在能量密度方面,石墨烯是最具代表性的材料。太平洋西北国家实验室(pacificnorthwestnationalllaboratory)的研究人员创造了一种气泡结构层石墨烯材料,最终放电比容量约为15000 mah/g,比现有的锂电池大得多。

  然而,锂空气电池在充放电过程中产生的含氧产物以及碳材料与电解质的反应导致了许多副产物的产生(碳酸锂等),这将极大地影响电池的循环过程,是限制其开启的瓶颈问题。Bruce等将多孔金和碳化钛应用于正极,可抑制副反应,100次循环的保留率大于95%。

  高能量密度是锂空气电池的重要优点,而循环稳定性是其关键技术和问题。另一方面,净化金属锂,抑制锂阳极过程中的树枝晶保护和充放电,开发高催化活性的正极组件,氧选择性渗透膜和电池结构设计集成技术都是解决问题的实际过程。

 

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