鋰-氧電池取得技術突破 儲存容量翻番
據外媒報道,加拿大滑鐵盧大學Linda Nazar教授宣佈,其研究團隊首次實現四電子轉換(four-electron conversion),該技術將實現鋰-氧電池(lithium-oxygen,Li-O2)的電子儲存容量翻番。
Nazar團隊將有機電解質(organic electrolyte)轉化為硝酸鋰/硝酸鉀(lithium nitrate/potassium nitrate)的無機熔鹽(inorganic molten salt),旨在提升其化學穩定性和導電率。此外,該團隊了利用雙功能金屬氧化物催化劑替代了多孔碳陰極(porous carbon cathode),提升了電池容量的同時降低了過電勢。
相較於Li2O2,在150攝氏度下,電池在使用期間將生成更為穩定的Li2O,其熱力學效能表現更為出色。該款電池電芯採用多種材料,旨在提升其熱動力效能及反應動力學(kinetics)。研究人員研發的該款電池充電效能表現更佳,從理論上講,其儲能表現提升了50%。
在電池研究領域,鋰-氧電池頗具吸引力,這主要得益於其理論能量密度。能量密度是材料的儲能容量,當電芯發生電化學反應後,其能量將儲存在電池電芯中。
早前,鋰-氧電池的技術挑戰難點集中在電池的陰極、有機電解質、超氧化物及過氧化鋰。然而,該研究已解決了所有內在侷限性(intrinsic limitations)難題並證明了該類電池內部四電子傳輸的可能性、反應的可逆性,其理論庫侖效率(theoretical coulombic efficiency)已接近100%。