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锂-氧电池取得技术突破 实现四电子转化及库仑效率近100%

北极星储能网  来源:盖世汽车    2018/9/17 8:29:51  我要投稿  

北极星储能网讯:前言:在电池研究领域,锂-氧电池颇具吸引力,这主要得益于其理论能量密度。能量密度是材料的储能容量,当电芯发生电化学反应后,其能量将储存在电池电芯中。

据外媒报道,加拿大滑铁卢大学Linda Nazar教授宣布,其研究团队首次实现四电子转换(four-electron conversion),该技术将实现锂-氧电池(lithium-oxygen,Li-O2)的电子存储容量翻番。

Nazar团队将有机电解质(organic electrolyte)转化为硝酸锂/硝酸钾(lithium nitrate/potassium nitrate)的无机熔盐(inorganic molten salt),旨在提升其化学稳定性和导电率。此外,该团队了利用双功能金属氧化物催化剂替代了多孔碳阴极(porous carbon cathode),提升了电池容量的同时降低了过电势。

相较于Li2O2,在150摄氏度下,电池在使用期间将生成更为稳定的Li2O,其热力学性能表现更为出色。该款电池电芯采用多种材料,旨在提升其热动力性能及反应动力学(kinetics)。研究人员研发的该款电池充电性能表现更佳,从理论上讲,其储能表现提升了50%。

在电池研究领域,锂-氧电池颇具吸引力,这主要得益于其理论能量密度。能量密度是材料的储能容量,当电芯发生电化学反应后,其能量将储存在电池电芯中。

早前,锂-氧电池的技术挑战难点集中在电池的阴极、有机电解质、超氧化物及过氧化锂。然而,该研究已解决了所有内在局限性(intrinsic limitations)难题并证明了该类电池内部四电子传输的可能性、反应的可逆性,其理论库仑效率(theoretical coulombic efficiency)已接近100%。

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