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美国科学家设计新型锂空气电池充放电750次仍能用

日期:2022年07月20日

       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,

可在自然空气环境下工作, 在破纪录的750次充放电后仍能正常工作循环。据研究人员称, 这种锂空气电池有望在电池领域掀起一场新的革命, 他们的论文发表在《自然》杂志上。锂空气电池通过锂和空气中的氧气结合形成过氧化锂进行放电;充电是通过施加电流反转过程来完成的。
       锂空气电池理论上可以存储比目前可充电电池中流行的锂离子[y1]技术更多的能量, 但它们的发展面临几个主要障碍。
       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研究员张新波向科技日报记者解释, 首先,

锂正极[y2]会氧化,

由于二氧化碳和水蒸气的存在, 正极会产生大量有害副产物。产品。因此, 大多数锂空气电池无法在真实的自然空气环境中长时间工作。此外, 由于氧气是助燃剂, 它也会带来严重的安全风险。在这项研究中, 来自伊利诺伊大学和阿贡国家实验室的一组研究人员对锂空气电池的阴极、阳极和电解质(电池的三个主要组成部分)进行了改造, 形成了克服这些挑战的独特组合。他们在锂阴极上涂上一层薄薄的碳酸锂, 这将允许来自阴极的锂离子进入电解质, 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使用了二硫化物氧化钼充当催化剂;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)混合而成, 促进了主要的电化学反应生成过氧化锂, 大大降低了其他副作用。反应发生并提高了电池的效率。张新波表示:这种全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投入其中, 大力推动锂空气电池的应用进程。
       尽管如此, 研究人员表示, 为了将实验电池商业化, 还有很多工作要做。
       张新波还指出, 电池中电解液的成本不容忽视。

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