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具重量轻、能量密度高优势,锂空气电池发展潜力大

若是厌倦每天都要花时间帮手机充电,以及漫长的电动车充电时间,人们或许可以将希望放在科学家正研发的锂空气电池。继续阅读…...  

若是厌倦每天都要花时间帮手机充电,以及漫长的电动车充电时间,人们或许可以将希望放在科学家正研发的锂空气电池。

锂空气电池(lithium-air)是种金属空气电化学电池,阳极采用金属锂,阴极材料则是几乎无重量的氧,相较于其他电池,锂空气电池重量较轻,其也具有相当大的储能潜力,理论能量密度比常见的锂离子电池高 5-6 倍,基本上可与汽油相媲美,若是用于电动车,续航里程更可高达 800 公里。

可是该技术商业化仍有待突破,假如电池中的锂离子与空气中的二氧化碳、水蒸气接触,就会在阳极形成副产品,进而降低电池性能与寿命,再加上目前锂空气电池的电流密度较低,还无法像锂离子电池一样快速充放电,该技术得解决上述问题才能跨出实验室。

由美国堪萨斯大学机械工程助理教授 Xianglin Li 率领的团队便打算助锂空气电池一臂之力,想进一步了解并加以改进电池阴极的功能。Li 教授指出,阴极是空气进入的地方,必须要透过奈米孔洞来过滤空气并吸收氧气,奈米孔洞大小、结构、连接度与湿润性(wettability)为一大研究要点。

目前该团队正在美国卡内基梅隆大学进行奈米级研究,该大学拥有一组奈米级量测装置,分辨率可达20-30nm,Li 教授想借此观察锂空气电池的电极,并改善氧气通过电极速度太慢的挑战。

电极氧气分布模拟图,红色表示浓度较高,黑色表示浓度较低。

今天刊登了《具重量轻、能量密度高优势,锂空气电池发展潜力大》一文


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