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科技日?qǐng)?bào)北京2月24日電 (記者劉霞)據(jù)最新一期《科學(xué)》雜志報(bào)道,美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和伊利諾伊理工學(xué)院研究人員攜手開(kāi)發(fā)出一種新型鋰空氣電池,其使用固體電解質(zhì),不僅安全,且歷經(jīng)1000次充放電循環(huán)仍保持穩(wěn)定。進(jìn)一步研究有望讓其能量密度達(dá)到鋰離子電池的4倍,不僅能為電動(dòng)汽車提供更長(zhǎng)的續(xù)航里程,也有望為飛機(jī)和長(zhǎng)途卡車提供電力。
研究團(tuán)隊(duì)解釋稱,新型鋰空氣電池的主要新成分是固體電解質(zhì),而非通常使用的液體電解質(zhì),液體電解質(zhì)電池可能會(huì)因過(guò)熱而起火。
此外,過(guò)去的鋰空氣電池在放電過(guò)程中,金屬陽(yáng)極中的鋰會(huì)穿越液體電解質(zhì)與氧結(jié)合,在陰極處產(chǎn)生過(guò)氧化鋰或超氧化鋰。在充電過(guò)程中,過(guò)氧化鋰或超氧化鋰被分解成鋰和氧。而最新研制電池中的固體電解質(zhì)由一種陶瓷聚合物組成,這種聚合物材料由相對(duì)廉價(jià)的元素以納米顆粒的形式制成,能在放電時(shí)產(chǎn)生氧化鋰。
阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究人員表示,產(chǎn)生超氧化鋰或過(guò)氧化鋰的化學(xué)反應(yīng)只涉及每個(gè)氧分子存儲(chǔ)的一個(gè)或兩個(gè)電子。而產(chǎn)生氧化鋰的化學(xué)反應(yīng)則涉及4個(gè)電子,儲(chǔ)存的電子越多,意味著能量密度越高。最新研制出的鋰空氣電池是首個(gè)在室溫下實(shí)現(xiàn)4個(gè)電子反應(yīng)的鋰空氣電池。
研究團(tuán)隊(duì)指出,此前的鋰空氣電池循環(huán)壽命非常短,而新產(chǎn)品歷經(jīng)1000次充放電循環(huán)仍能保持穩(wěn)定。此外,隨著進(jìn)一步開(kāi)發(fā),新款鋰空氣電池的能量密度將高達(dá)創(chuàng)紀(jì)錄的1200瓦時(shí)/千克,幾乎是鋰離子電池的4倍。