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一種新的鋰-空氣電池設(shè)計(jì)有望實(shí)現(xiàn)前所未有的能量密度

時(shí)間:2023-02-12 11:08來(lái)源:cnBeta 作者:綜合報(bào)道

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在傳統(tǒng)鋰離子電池的許多替代解決方案中，研究人員正在試驗(yàn)鋰空氣設(shè)計(jì)。該領(lǐng)域的一項(xiàng)新的創(chuàng)新可以解決這一技術(shù)以前表現(xiàn)出的許多問題。發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一篇新論文描述了一種新型鋰空氣電池背后的化學(xué)成分，這種創(chuàng)新的設(shè)計(jì)有可能提供比傳統(tǒng)鋰離子電池技術(shù)更多的能量密度。

它可以作為電池市場(chǎng)的一個(gè)真正的突破，并可能成為運(yùn)輸和重型車輛（如飛機(jī)、火車甚至潛艇）的一場(chǎng)革命。

這種新的電池可以維持1000多個(gè)充電周期，而能量效率只下降了5%，對(duì)庫(kù)侖效率的影響為零。這意味著所有的初始電池材料仍然是活躍的，在充電/再充電周期中沒有不可逆的副反應(yīng)。

伊利諾伊理工學(xué)院的研究人員構(gòu)思的設(shè)計(jì)使用了基于陶瓷-聚氧化乙烯復(fù)合材料的固體電解質(zhì)，與液體電解質(zhì)相比，它更安全、更高效。作為固體電解質(zhì)的陶瓷和聚合物材料在單獨(dú)使用時(shí)有其自身的缺點(diǎn)，但當(dāng)它們結(jié)合在一起時(shí)，可以同時(shí)提供陶瓷的高離子傳導(dǎo)性和聚合物的高穩(wěn)定性。

這種復(fù)合電解質(zhì)能夠在室溫下工作，這對(duì)于鋰空氣電池來(lái)說(shuō)是第一次。據(jù)伊利諾伊理工大學(xué)化學(xué)工程系助理教授穆罕默德-阿薩迪說(shuō)，固態(tài)電解質(zhì)"貢獻(xiàn)了總能量密度的75%左右"。仍有進(jìn)一步改進(jìn)的余地，通過在不影響性能的情況下盡量減少厚度，新的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)"非常非常高"的能量密度。

鋰空氣電池有可能每公斤儲(chǔ)存一千瓦時(shí)或更高的能量，這比目前的鋰離子技術(shù)高出四倍�？窃凇犊茖W(xué)》雜志的文章說(shuō)，基于氧化鋰（Li2O）形成的鋰空氣電池，理論上可以提供"與汽油相當(dāng)"的能量密度。

展望未來(lái)，阿薩迪計(jì)劃與私營(yíng)企業(yè)伙伴合作，嘗試并優(yōu)化設(shè)計(jì)，以便制造。該研究人員說(shuō)，新的技術(shù)突破為實(shí)際將鋰空氣電池推向市場(chǎng)打開了"一扇巨大的可能性之窗"。

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：鋰-空氣電池

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