“我们的锂空气电池设计代表了电池社区的革命,”伊利诺伊大学机械和工业工程助理教授Amin Salehi-Khojin说。

Salehi-Khojin和他在UIC和阿贡国家实验室的同事们已经得到了设计了一种电化学电池在自然空气环境中有效,在录制750充电/放电循环后仍在运行。

锂-空气电池将空气中的氧气与阳极中的锂结合。这种混合物在放电阶段产生过氧化锂,在充电阶段产生锂和氧成分的分解。

实验锂空气电池。(照片:阿明Salehi-Khojin)。

锂 - 空气电池被认为具有比当今手机,笔记本电脑和电动车辆的相同锂离子电池相同的能量更高五倍。

然而,早期的“锂-空气”构想经常失败。

当锂离子与空气中的二氧化碳和水蒸气结合时,结果通常是副产品的胶水。

为防止积聚并允许电池在天然空气环境中运行,UIC和Argonne研究人员将锂阳极用薄层碳酸锂涂覆。涂层选择性地允许来自阳极的锂离子进入电解质 - 同时防止不需要的化合物到达阳极。

在锂空气电池的实验设计中,氧气通过碳基海绵状晶格结构进入电解质。

Salehi-Khojin和他的同事用钼二硫酸盐催化剂涂有晶格结构。由离子液体和二甲基亚甲醚制成的独特的混合电解质 - 电池电解质的共同组成部分 - 有助于促进锂 - 氧反应,使锂反应与空气中的其他元素最小化,并提高电池的效率。

然而,我们的读者有疑问。如果电池过热怎么办?电池可以爆炸吗?有安全问题吗?锂 - 空气电池如何堆叠在锂离子电池上?Larry Curtiss,Argonne杰出的同伴和该研究的同一主管作者,花了时间为观众提供答案。请参阅以下答复。

收费多少?

Curtiss:此时的充电速率与锂离子电池相似。可以通过进一步的研究来增加。

您的新设计如何突出锂离子电池?

通过使用Li和氧气之间的化学键,电池可以存储更多的能量,因为键比Li与锂离子电池中使用的金属氧化物层之间的嵌入相互作用更致密。

易燃性或爆炸的可能性是什么(如果刺破,过热,过度充电等)?

Curtiss:我们发布的锂空气电池的一个组成部分是锂阳极。据了解,它可能会引起爆炸。许多科学家正在研究锂阳极的安全性问题,可能需要花费很多努力才能使其安全。然而,值得一提的是,我们使用了一种电绝缘体但离子导电的材料来保护锂阳极的表面,以防止因阳极和阴极之间的电池短路而引起的爆炸。这也可以防止电金博宝app下载金池过热。

预期的失败模式是什么?

Curtiss:这将在扩大规模期间进行调查。

任何其他安全问题?标准锂离子电池的能量密度等于TNT的能量密度。电池有5倍的能量密度。尽管理论上,它们限制了这些薄涂层的不希望的反应,但空气中还有其他潜在的污染物(CO2N.2等等)其中一些可以变得腐蚀性并分解层?内部短路可以开发逆转通往火灾的单个细胞吗?

Curtiss:电池仅在实验室规模开发,在该实验室规模,在测试期间没有展出任何这些安全问题。下一步是将这些小型电池扩展到电池组,测试它们,并找出安全问题是什么并解决它们。然而,我们认为由于Li阳极表面的鲁棒保护层,我们的系统不会发生由于细胞逆转引起的过热。

你怎么看?您对锂电池有更多的疑问吗?在下面分享它们。

锂空气电池示意图。(资料来源:UIC和阿贡国家实验室。)