鋰空氣電池問世 蓄電量為鋰離子電池10倍

2020-11-30 中關村在線

    在當前這個到處都充斥著數碼產品的時代，電池可謂是一切設備的「生命之源」。現在最常見的電池種類是鋰離子電池，但是隨著數碼產品功能的日益強大，鋰離子電池也在越做越大。日前，劍橋大學的科學家發布了鋰空氣電池，這種電池未來有可能成為主流的電池形態。

    鋰空氣電池的正極為多孔的導電碳材料，負極為鋰金屬，它的理論蓄電能力為鋰離子電池的10倍。不過，鋰空氣電池正處在研發的早期階段，實驗型號在日常使用中存在不夠穩定的情況，如低下的充電/放電效率和低下的能量效率。另外，目前鋰空氣電池只能在純氧環境下使用，顯然不符合人們的日常使用環境。

    為了讓這款電池更具穩定性，劍橋大學化學教授克萊爾·格蕾（Clare P. Grey）和她的團隊正在繼續進行努力。預計還要10年時間，鋰空氣電池才能真正走向市場。

news.zol.com.cn true http://news.zol.com.cn/549/5491490.html report 670 在當前這個到處都充斥著數碼產品的時代，電池可謂是一切設備的「生命之源」。現在最常見的電池種類是鋰離子電池，但是隨著數碼產品功能的日益強大，鋰離子電池也在越做越大。日前，劍橋大學的科學家發布了鋰空氣電池，這種電池未來有可能成為主流的電池形態。鋰空氣電池...

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    新能源汽車的發展對電池的要求越來越高，我國《節能與 新能源汽車技術路線圖》提出2030 年電池比能量達到 500 Wh/kg，目前的鋰離子電池都滿足不了此要求。加快新型動力 電池的開發勢在必行，當前主要進行研發的新一代動力電池 包括固態鋰離子電池、鋰硫電池、鋰空氣電池等。
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    電池的反應產物過氧化鋰及反應中間的產物超氧化鋰都有較高的反應活性，會分解電解液，因此幾個充放電循環後電池電量就會急劇下降，電池壽命較短；由於過氧化鋰導電性能差，充電時很難分解，需要很高的充電電壓，這還會導致分解電解液及碳電極等副作用。
  • 解析新型鋰空氣電池技術
    電池性能一般以單位重量的能來表示，鋰離子電池在放電時的能為鎳氫(Ni-MH)電池的兩倍左右。但是，鋰離子電池存在嚴重的局限性，就像筆記本出現過的著火事故一樣，一旦鋰離子電池存在內部短路就會導致過熱、燃燒甚至爆炸等安全性問題。而且鋰離子電池在壽命以及大能成本方面也存在難題。IBM的研究人員認為，鋰元素結合氧氣才是最有前途的電池技術，因為它能夠提供相當於鋰離子電池10倍的能。
  • 鋰空氣電池的挑戰與發展
    除了非常高的能量密度外，鋰空氣電池也提供了一個平穩的放電形式和長時間存儲壽命，比一些鋰離子電池系統更環保。鋰空氣電池的致命缺陷，就是固體反應生成物氧化鋰(Li2O)會在正極堆積，使電解液與空氣的接觸被阻斷，從而導致放電停止。
  • 鋰-空氣電池的時代會到來嗎?
    與現今商用的碳負極材料（實際比容量為330-360 mAh/g）相比，已投入使用的正極材料的實際比容量值僅為120至250 mAh/g之間，該數值依舊遠遠低於負極材料的容量；其相對較低的比容量/能量密度是目前正極材料的研究現狀，正是制約著鋰離子電池向前發展的首要因素。其次，正極材料的成本也是影響高容量鋰離子電池開發的重要因素之一。一般地，製備正極材料需要大批量地使用稀有過渡金屬元素（如鈷、鎳等）。
  • 鋰離子電池和鋰聚合物電池的區別
    鋰離子電池簡介 　　鋰離子電池是一種二次電池（充電電池），主要依靠鋰離子在正負極之間的移動來工作。 　　鋰聚合物電池和鋰離子電池區別 　　聚合物鋰離子電池所用的正負極材料與液態鋰離子都是相同的，正極材料分為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰材料，負極為石墨
  • 鋰空氣電池,下一代鋰電車專用!
    鋰離子電池一直被視為電動車動車選擇的最佳候選者。鋰離子電池目前被廣泛應用於手機和筆記本電腦等，它是以含鋰化合物為正極，碳素材料為負極，比目前流行的鉛酸電池的密度更高、電量更充足。但是受制於電池容量，充電後的行駛距離仍不夠遠，續航能力仍然不能滿足人們的需求。
  • 鋰空氣二次電池的現狀與展望
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  • 【電池快訊•前沿】技術新突破!鋰空氣電池來了,續航裡程可達1000公裡!
    鋰離子電池，大家都知道，但，鋰空氣電池，相信很多人並不了解！有別於傳統鋰離子電池，鋰空氣電池（lithium–air battery）的陰極材料是氧氣，具有重量輕、成本低優勢，也有相當不錯的儲電性能，而現在韓國科學家研發的鋰空氣電池，更身具優異的續航力，續航裡程高達1000公裡！
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  • 學習筆記 初步認識鋰空氣電池
    然而在大多數金屬負極中，鋰金屬具有最輕的質量（Mw = 6.94 g mol-1，ρ = 0.535 g cm-3）且電負性為3.045 V（相比於標準氫電極 SHE 電勢），金屬鋰的理論比容量為3860m Ah/g，據此進行計算得到鋰/空氣電池的理論比能量密度5,200 Wh/ kg（考慮活性物質氧氣質量在內）或 11,400 Wh/kg（排除活性物質氧氣質量進行計算），其比能量密度與傳統汽油的比能量密度
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    為什麼鋰空氣電池的這個突破很重要?這首先要從鋰離子電池為什麼能量密度不高講起。鋰離子電池是目前為止最成功的充電電池。之所以叫做「鋰離子電池」，是因為在電池中，不論充電還是放電，都是鋰離子(Li+)在兩個電極之間來回穿梭，以形成電流。鋰離子到達電極時，需要在其表面「嵌入」，而離開時則需要「脫嵌」。為了保證良好的「嵌入-脫嵌」反應，鋰離子電池的陽極通常為石墨，而陰極通常為鋰的某種化合物。
  • 水體系鋰空氣電池的發展現狀
    鋰離子電池與其它可充電電池相比，具有比能量大、工作電壓高、循環壽命長、自放電低等優點，已成為21 世紀重要的新型能源之一。但日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）的Li-EAD 計劃中設定了至2030 年蓄電池達到700 Wh/kg 的高性能指標。這是目前比能量較大的鋰離子電池也不能達到的數值。而鋰空氣電池擁有非常高的能量，比能量可大於1000 Wh/kg，存儲時間可以很長。
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    消息稱，雪梨大學和新加坡南洋理工大學的化學工程研究人員已經開發出一種新電池技術——鋅空氣電池。研究人員認為它可以運用在電子產品之中,代替鋰離子電池。鋅空氣電池採用的鋅金屬本身資源儲藏豐富，而且不會像鋰離子電池一樣容易短路，其儲電能力是鋰離子電池的五倍。
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    近日，來自美國伊利諾伊大學芝加哥分校、美國能源部（DOE）阿貢國家實驗室和加州州立大學北嶺分校的研究人員在《Nature》上發表了一篇研究成果，稱已經成功研發出「鋰空氣」電池，該技術產品最終可能成為鋰離子電池的最佳替代者，有可能幫助突破電動汽車裡程瓶頸。
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