新型鋰空氣電池充放電750次仍能用

據(jù)美國《每日科學(xué)》網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，美國科學(xué)家設(shè)計(jì)出一種新型鋰空氣電池，可在自然空氣環(huán)境下工作，并在破紀(jì)錄的 750次充電/放電循環(huán)后仍能正常工作。研究人員表示，這款鋰空氣電池有望掀起電池領(lǐng)域的新革命，相關(guān)論文發(fā)表于最新一期的《自然》雜志。

鋰空氣電池通過鋰和空氣中的氧結(jié)合成過氧化鋰實(shí)現(xiàn)放電；再通過施加電流逆轉(zhuǎn)這一過程而完成充電。和目前的可充電電池中盛行的鋰離子技術(shù)相比，鋰空氣電池理論上可存儲(chǔ)的能量要多得多，但其發(fā)展面臨幾大障礙。

首先，鋰正極會(huì)氧化，且由于二氧化碳和水蒸氣的存在，會(huì)在正極處生成大量的有害副產(chǎn)物。因此，大多數(shù)鋰空氣電池不能在真正的自然空氣環(huán)境下長(zhǎng)期工作。此外，由于氧氣是助燃劑，也可能造成嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)。

在最新研究中，來自伊利諾斯大學(xué)和阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的科研團(tuán)隊(duì)，對(duì)鋰空氣電池的正極、負(fù)極和電解質(zhì)（電池的三個(gè)主要部件）都進(jìn)行了改造，得到的獨(dú)特組合克服了這些挑戰(zhàn)。

他們?cè)阡囌龢O上涂了一層碳酸鋰薄層，該層會(huì)讓來自正極的鋰離子進(jìn)入電解質(zhì)，同時(shí)防止其他化合物到達(dá)正極。此外，新電池的負(fù)極創(chuàng)新性地使用了二硫化鉬作為催化劑；另外，新的電解質(zhì)由離子液體和二甲基亞砜（電池電解質(zhì)的常見組分）混合制成，可促進(jìn)生成過氧化鋰這一主要的電化學(xué)反應(yīng)，大大降低了其他副反應(yīng)的發(fā)生，并提升了電池的效率。

研究人員表示，為了將最新實(shí)驗(yàn)電池商業(yè)化，還有很多工作要做。