阿贡实验室:锂空气电池理论储能或达1.2万瓦时/千克

第一电动网 李媛媛

【第一电动网】在电动汽车电池研发领域,理论上能量密度远远大于锂离子电池的金属锂空气电池一直备受关注,但其弱点也十分明显。美国阿贡实验室等机构科研人员最新的研究项目可能改善这一状况。

由于其阴极(以多孔碳为主)很轻,正极使用空气中的氧做活性物质,理论上正极容量无限大,因此可实现极大的能量密度,是同等体积电池密度的3倍。

不过,由美国阿贡实验室、北京理工大学和韩国汉阳大学的研发团队负责人卢俊(音)坦承,这种电池的研发挑战“相当大”。他说,最大挑战之一是锂空气电池的活泼性质,尤其是在水中过于活泼,因此,要成功研制锂空气电池必须阻止水与锂金属电极直接接触。

来源:美国化学学会期刊《化学评论》(Chemical Reviews)

来源:美国化学学会期刊《化学评论》(Chemical Reviews)

目前,卢带领的团队正在对锂空气电池的四种电解质进行测试:惰性溶剂(aprotic)、液态溶剂(aqueous)、固态溶剂(solid-state)和混合溶剂(hybrid aqueous/aprotic)。

由于分解过快,惰性溶剂的使用需配合比较稳定的电解液,比如锂盐是一种比较好的选择;鉴于锂空气电池的活跃性质,液态溶剂的挑战很大,研究人员正在开发一种和锂导体分离的解决方案;同时,多孔金属、石墨和碳电极材质也在探索范围之内。

研究人员对同电解质的探索意义重大。 目前最好的电池每千克也只能储存300瓦时的能量,而汽油每千克能储存的能量高达1.3万瓦时。 一旦合适的电解质被成功开发,锂空气电池的理论储能有望达到1.17万瓦时/千克,和汽油相差无几。

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