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锂空气电池将是锂电的最终形态?

2016-12-28 13:23来源:新材料在线关键词:锂离子电池锂空气电池电解液收藏点赞

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1996年

Abraham et al提出以金属锂为负极,碳吸附氧为正极,有机物(LiPF6)为电解液,的Li-O2电池体系并提出两个反应方程:

2Li + O2 →Li2O2 (2.96 V)和4Li + O2 →2Li2O2 (2.91 V)

2006年

Bruce等人以MnO2为催化剂,证明了放电产物Li2O2的可逆转化。

图3:各类电池的续航能力以及成本价格

2009年

IBM启动“Battery500”计划,目标实现Li-Air电池驱动的汽车达到500KM续航。

Li-O2电池的研究现状

目前Li-O2电池还只能在实验室的条件下充放电,依旧不能直接应用于手机或汽车上。但这并不意味着Li-O2电池毫无应用价值,大量的研究人员已经在各方面进行改进,促使Li-O2电池向更适合应用的方面进化。

正极材料

Li-O2电池的正极是O2,但空气中的CO2和H2O会造成容量的不可逆损失,直接与空气或氧气接触的金属锂也会瞬间氧化,难以循环充放电。为了避免锂片与空气大面积接触,研究人员采用网状泡沫镍或多孔碳作为空气电极的骨架材料。

碳材料具有相对较大的比表面积,为催化剂提供了更大的负载位置,同时提供了更多的反应活性位点,提高催化剂的作用效果。碳材料的孔径越小,比表面积越大,但孔径并非越小越好。Yang等人将活性炭,Super P,XC-72,碳纳米管等对比发现,小孔径的活性炭性能反而没有大孔径的Super P好。如图4所示,孔径过小,会沉积大量反应产物,阻碍反应放电。

图4:反应产物(Li2O和Li2O2在碳化物孔径中的分布示意图

原标题:锂电的最终形态——锂空气电池
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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