研究人员开发中间体封装方法 防止锂空气电池退化

Elisha 盖世汽车2022-1-25 9:25:14
捕获超氧化锂的关键在于,利用醌封闭壳层。在生物学中,醌是一种可作为能量载体的分子。

盖世汽车讯 锂空气电池被视为很有前景的电动汽车潜在电源,其能量密度可与汽油相媲美,并大大超过传统的锂离子电池。然而,这项技术在实际应用时面临一定的挑战,如可逆充电和低循环性,使电池在少量使用后即出现退化。

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(图片来源:MIT)

据外媒报道,麻省理工学院(MIT)、哈佛大学(Harvard University)和康奈尔大学(Cornell University)的研究团队找到了分离和研究超氧化锂(LiO2)分子的方法。这种分子可能导致锂空气电池中的关键成分发生分解。主要研究人员、哈佛大学博士后Matthew Nava表示:“捕获超氧化锂的关键在于,利用醌封闭壳层。在生物学中,醌是一种可作为能量载体的分子。”

这一发现始于一次意外。Nava注意到,当过氧化锂(Li2O2)接近醌时,会变成蓝色。对于两种固体反应物来说,这种颜色变化很罕见。研究人员知道,这种新材料中应该存在超氧化锂中间体。然而,这一点很难证明,因为这种中间体被埋在颜色很深的醌壳层中,很容易爆炸。

锂空气电池的工作原理是,在放电过程中,电子从高表面积正极转移到氧气中,产生过氧化锂沉积物,这是此类电池的关键存储材料。而在充放电过程中形成的超氧化锂,在室温下太不稳定,寿命太短,无法进行明确的研究。因此,生成这种关键的中间体并使其保持稳定,是开发可行性锂空气电池的重要一步。

Nava表示:“锂空气电池的循环能力有限,这表明以往对构成这些电池储能单元的金属氧化物的了解是不完整的。这项工作证明了用特定材料进行封装或物理限制,可能是一种有效方法。这样可以防止这些电池中的电解质和电芯退化,提高电池的循环性能。”

随着全球逐渐向可再生能源过渡,需要解决一些间歇性问题,以及将可再生能源转化为可用燃料的挑战。对于可靠、高效的储能需求,电池可能扮演着关键角色,这一发现或将促进相关发展。

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