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研究發(fā)現(xiàn)影響高能量密度鋰空氣電池壽命的主要因素

時(shí)間:2021-01-22 08:47來(lái)源:蓋世汽車(chē) 作者:劉麗婷
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(圖片來(lái)源: NIMS )
 
       據(jù)外媒報(bào)道,日本國(guó)立材料研究所NIMS和SoftBank發(fā)現(xiàn),影響高能量密度鋰空氣電池循環(huán)壽命的主要影響因素為電解液體積與電極的面積比。 據(jù)悉,該研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一項(xiàng)技術(shù),可用于量化電池電化學(xué)反應(yīng)中形成的產(chǎn)物和氫的使用量,從而精確評(píng)估反應(yīng)物和產(chǎn)物之間的整體平衡。
 
       鋰空氣電池重量輕,且能量密度高(理論上為鋰離子電池能量密度的好幾倍),有望成為未來(lái)的終極充電電池。因此,它可能會(huì)被應(yīng)用于多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域,如無(wú)人機(jī)、電動(dòng)汽車(chē)和家用電力存儲(chǔ)系統(tǒng)等。NIMS-SoftBank先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)中心成立于2018年,一直致力于鋰空氣電池研究,努力推進(jìn)該電池在各種技術(shù)中的實(shí)際應(yīng)用,包括移動(dòng)電話基站、物聯(lián)網(wǎng)和高空臺(tái)站(HAPS)。
 
       延長(zhǎng)電池循環(huán)壽命至關(guān)重要。但對(duì)于鋰空氣電池的循環(huán)壽命大多數(shù)評(píng)估都集中在單個(gè)電池組件(如電極材料),只有少量研究實(shí)際制造功能性高能量密度鋰空氣電池及評(píng)估循環(huán)壽命。此外,對(duì)電池電化學(xué)反應(yīng)涉及到的物質(zhì)(如作為正極活性材料的氧氣和氣態(tài)副產(chǎn)物)進(jìn)行定量測(cè)量的方法也比較少。因此,研究人員無(wú)法對(duì)反應(yīng)物和產(chǎn)物之間的總體平衡進(jìn)行測(cè)量,從而無(wú)法確定影響電池循環(huán)壽命的主要因素,導(dǎo)致鋰空氣電池的應(yīng)用研發(fā)進(jìn)程緩慢。
 
       近期,該研究小組研發(fā)了一項(xiàng)新技術(shù),可以量化電化學(xué)反應(yīng)中使用的氧氣以及在充電和放電循環(huán)中產(chǎn)生的氣體和揮發(fā)性物質(zhì)。隨后,該團(tuán)隊(duì)使用該技術(shù)對(duì)高能量密度鋰空氣電池(由NIMS-SoftBank先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)中心開(kāi)發(fā))內(nèi)部發(fā)生的復(fù)雜電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行精確分析,發(fā)現(xiàn)鋰空氣電池的循環(huán)壽命主要受電解液體積與電極面積比的影響。這意味著未來(lái)可以通過(guò)保持電解液恒定情況下,減小電極的面積來(lái)延長(zhǎng)電池循環(huán)壽命。但是,減小電極面積會(huì)降低電池能量密度。因此,在設(shè)計(jì)電池和評(píng)估電池材料時(shí),研發(fā)人員還需要優(yōu)化比率參數(shù),才能加快鋰空氣電池應(yīng)用研發(fā)進(jìn)程。
 
       未來(lái),研究小組計(jì)劃將探索可減少電池電化學(xué)反應(yīng)副產(chǎn)物的方法,從而使鋰空氣電池盡快投入實(shí)際應(yīng)用。
 
(責(zé)任編輯:子蕊)
文章標(biāo)簽: 電解液 電極 鋰空氣電池
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