鋰空氣電池研究獲新突破
由于其理論比能量高,鋰空氣電池被認為是鋰離子電池的潛在替代品。然而,迄今為止,這樣的系統主要限于純氧環境,并且由于涉及陰極、陽極和電解質的副反應而具有有限的循環壽命。在存在N2,CO2和水蒸氣的情況下,這些副反應可能變得更加復雜。此外,由于需要儲存O2,鋰-氧體系的體積能量密度對于實際應用而言可能太小。
【成果簡介】
近日,在伊利諾伊大學芝加哥分校Amin Salehi-Khojin教授和阿貢國家實驗室Larry A. Curtiss教授(共同通訊作者)的團隊帶領下,與伊利諾伊理工大學和加利福尼亞州立大學合作,采用了兩種策略來限制在含有代表性量的O2,N2,CO2和H2O的模擬空氣氛圍中的鋰-氧電池中的副反應。首先,團隊開發了Li2CO3/C涂層鋰陽極僅允許鋰陽離子通過,從而保護陽極免受模擬空氣的成分影響。其次,基于先前報道的二硫化鉬納米薄片構建陰極,并使用離子液體1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽(EMIM-BF4)和二甲基亞砜(DMSO)的混合物作為電解質。該系統的組件一起運行,以防止在CO2和H2O存在下形成副產物。在模擬空氣環境中作為鋰空氣電池工作,循環壽命長達700次。相關成果以題為“A lithium–oxygen battery with a long cycle life in an air-like atmosphere”發表在了Nature上。
【圖文導讀】
圖1 鋰空氣電池系統中陽極的特性表征
圖2 鋰空氣電池系統中陰極的性能表征
圖3 陰極充放電產物的微觀表征
圖4 鋰-空氣電池的陽極,陰極和電解質的計算研究
【小結】
根據表征和計算研究表明,受保護的鋰陽極,電解質混合物和高性能空氣陰極一起協同工作,在模擬空氣條件下提供循環壽命長的鋰-氧電池。這種設計的新架構鋰空氣電池的能量密度比目前鋰離子電池的高得多,在該領域是有前途的一步。

責任編輯:繼電保護
-
權威發布 | 新能源汽車產業頂層設計落地:鼓勵“光儲充放”,有序推進氫燃料供給體系建設
2020-11-03新能源,汽車,產業,設計 -
中國自主研制的“人造太陽”重力支撐設備正式啟運
2020-09-14核聚變,ITER,核電 -
探索 | 既耗能又可供能的數據中心 打造融合型綜合能源系統
2020-06-16綜合能源服務,新能源消納,能源互聯網
-
新基建助推 數據中心建設將迎爆發期
2020-06-16數據中心,能源互聯網,電力新基建 -
泛在電力物聯網建設下看電網企業數據變現之路
2019-11-12泛在電力物聯網 -
泛在電力物聯網建設典型實踐案例
2019-10-15泛在電力物聯網案例
-
權威發布 | 新能源汽車產業頂層設計落地:鼓勵“光儲充放”,有序推進氫燃料供給體系建設
2020-11-03新能源,汽車,產業,設計 -
中國自主研制的“人造太陽”重力支撐設備正式啟運
2020-09-14核聚變,ITER,核電 -
能源革命和電改政策紅利將長期助力儲能行業發展
-
探索 | 既耗能又可供能的數據中心 打造融合型綜合能源系統
2020-06-16綜合能源服務,新能源消納,能源互聯網 -
5G新基建助力智能電網發展
2020-06-125G,智能電網,配電網 -
從智能電網到智能城市