【独家】一种新的锂-空气电池设计有望实现前所未有的能量密度

2023-02-09 05:28:21 来源：cnBeta

(资料图片仅供参考)

在传统锂离子电池的许多替代解决方案中，研究人员正在试验锂空气设计。该领域的一项新的创新可以解决这一技术以前表现出的许多问题。发表在《科学》杂志上的一篇新论文描述了一种新型锂空气电池背后的化学成分，这种创新的设计有可能提供比传统锂离子电池技术更多的能量密度。

它可以作为电池市场的一个真正的突破，并可能成为运输和重型车辆（如飞机、火车甚至潜艇）的一场革命。

这种新的电池可以维持1000多个充电周期，而能量效率只下降了5%，对库仑效率的影响为零。这意味着所有的初始电池材料仍然是活跃的，在充电/再充电周期中没有不可逆的副反应。

伊利诺伊理工学院的研究人员构思的设计使用了基于陶瓷-聚氧化乙烯复合材料的固体电解质，与液体电解质相比，它更安全、更高效。作为固体电解质的陶瓷和聚合物材料在单独使用时有其自身的缺点，但当它们结合在一起时，可以同时提供陶瓷的高离子传导性和聚合物的高稳定性。

这种复合电解质能够在室温下工作，这对于锂空气电池来说是第一次。据伊利诺伊理工大学化学工程系助理教授穆罕默德-阿萨迪说，固态电解质"贡献了总能量密度的75%左右"。仍有进一步改进的余地，通过在不影响性能的情况下尽量减少厚度，新的设计可以实现"非常非常高"的能量密度。

锂空气电池有可能每公斤储存一千瓦时或更高的能量，这比目前的锂离子技术高出四倍。刊登在《科学》杂志的文章说，基于氧化锂（Li2O）形成的锂空气电池，理论上可以提供"与汽油相当"的能量密度。

展望未来，阿萨迪计划与私营企业伙伴合作，尝试并优化设计，以便制造。该研究人员说，新的技术突破为实际将锂空气电池推向市场打开了"一扇巨大的可能性之窗"。

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