劍橋大學新技術提升鋰空氣電池容量

隨著電動汽車的越來越普及，研究人員也開始將精力集中在研究鋰空氣電池上。因為鋰空氣電池比鋰離子電池輕得多，更輕的汽車意味著更長的續航里程。從理論上來說，鋰-空氣電池相對于鋰離子電池有巨大的優勢，前者的能量密度最高為后者的10倍。因此，鋰-空氣電池目前是全球的研究熱點。

據報道，在此之前，由于這種化學上的不穩定，鋰空氣電池會顯示出性能迅速衰退的現象。英國劍橋大學研究人員開發出的鋰空氣電池，成功解決了這種技術中的化學性質不穩定的問題。基于這項技術，單位體積可充電電池的容量將達到當前最優秀電池的5倍。這將極大地提升電動汽車的單次充電行駛里程，同時給儲電設備行業帶來變革。

劍橋大學的研究人員改用多層次的大孔石墨烯作為正極材料，利用水和碘化鋰作為電解液添加劑，最終產生和分解的是氫氧化鋰，而不是此前電池中的過氧化鋰。氫氧化鋰比過氧化鋰要穩定，大大降低了電池中的副反應，提高了電池性能。其中碘化鋰除了幫助分解氫氧化鋰外，似乎還起到了保護鋰金屬負極的作用，使電池對于過量的水有一定的免疫性。沒有它，同量的水會直接使電池失效，完全無法充放電。由于石墨烯氧化物具有多孔性，研究人員估計這種電池可循環超過2 000次。

劍橋大學研究人員表示，他們將鋰空氣電池中的電壓間隙降低到了0.2 V，成功提高了電池性能和效率。他們所開發出的鋰空氣電池模型蓄電能力約為3 000Wh/kg，是現有鋰離子電池的8倍，可循環充放電上千次，首次循環充放電效率高達93%，即充入電池中93%的能量在放電時都能被使用。

科學家們非常希望鋰空氣電池有一天能取代我們目前使用的鋰離子電池。劍橋大學的這項技術如果能從實驗室走向商用，那么電動汽車一次充電就足以從倫敦行駛至愛丁堡，而電池的成本和質量僅為當前鋰離子電池的1/5。

劍橋大學這項研究獲得了英國工程和物理科學研究委員會、美國能源部和歐盟的資助，并且得到了英國先進材料廠商莊信萬豐的支持。研究人員表示他們已經申請了這項技術的專利，目前正與多家公司合作，力求盡快推進這項技術。