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“含盐水”电解液成为锂空气电池稳定的负极材料

来源:贝斯特娱乐LARGE    2018-04-16    点击量:38

  充分利用锂氧电池的全部电化学能力需要更高效、更稳定的电解液。来自波士顿学院的研究人员已经应用了一种“水中盐”电解液,可以实现稳定的锂空气电池操作,提供稳定的长循环寿命,并提供了一个使锂离子电池更发挥其全部电能的锂空气电池。


  为了寻找合适的电解质体系,该团队的盐水包水法不涉及有机溶剂。据波士顿大学化学系教授DunweiWang领导的研究人员称,它由超浓缩锂盐LiTFSI组成,其中水分子锁定在离子上,当与氧分子接触时经历的降解更少。


  其结果是“高效电解质,可以在阴极上实现稳定的Li-O2电池操作,并具有很高的循环寿命”,该团队在题为“使用盐水电解质的阴极稳定Li-O2电池操作”的文章中报道。实验表明,电解液能够实现稳定的锂-空气电池操作达300次,使其在实际应用中具有竞争力。


  锂离子电池通过将锂离子可逆地插入和取出固体材料(例如氧化钴)而操作。这里,锂-空气电池通过在放电过程中形成过氧化锂并在再充电期间分解过氧化锂而进行操作。


  尽管进行了二十多年的研究,但改进锂离子电池技术并没有达到储能的理论潜力。作为电化学储能技术,升级性能要求提高电解质的稳定性。


  该团队发现了一个解决水溶液开发中使用水引起的不稳定问题的方法。


  “我们采用非正统的方法为Li-O2电池使用水基电解液,”王先生说。“以前,人们认为水对Li-O2电池的工作环境非常不利,因为它会促进不良化学反应,从而破坏所需的化学过程。我们发现,当盐浓度很高时,大多数水分子可以被固定,使它们提供诸如电导率等正确的功能,并且几乎没有不良的化学反应。“


  Wang表示,该团队试图克服困扰早期努力驯服锂空气电池原型中复杂化学反应的局限性,他与波士顿学院的研究人员齐东,姚霞辉,赵艳艳,缪琦,张锡子何玉民,丹麦技术大学的孙红宇。


  “我们研究了Li-O2电池的一个新概念,”王说。“我们使用了电化学和材料表征工具的组合来进行研究,我们的目标是实现稳定的高性能Li-O2电池操作。”


  王说,研究人员接下来将尝试建立在实际燃料电池应用的结果上,并努力降低生产电解液的成本。


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