天下苦鋰電池久矣,金屬-空氣電池前來救駕
中國粉體網訊
中國粉體網訊用空氣制造的終極蓄電池有望在不久的將來出現。這種電池不需要傳統的電極,重量是現有鋰電池的1/5。《日本經濟新聞》在近日的報道中指出,全世界多個國家和多家企業正積極推進空氣電池研發,期待能借此實現盡快脫碳的目標。金屬-空氣電池具備倍率性能好、能量密度大、低碳可持續等優點,是一種半儲能半燃料式電池,被認為是新一代的儲能與轉化裝置。著名學者Leclanche于1868年研制出世界第一個金屬-空氣電池,現如今,已發展出多種金屬-空氣電池。由于大多數金屬-空氣電池的正極反應以氧氣參與為主(此外還有二氧化碳、氮氣等),充放電過程基于正極區發生的氧氣還原(ORR)和氧氣析出(OER)反應,本篇僅列舉這類示例。常見金屬-空氣電池(圖源:王煥鋒,《金屬空氣電池雙功能正極催化劑的制備及電化學性能研究》)鋰-空氣電池 鋰-空氣電池的研究最早可以追溯至1976年,由Littauer和Tsai首次提出。電池負極為金屬鋰,正極為具有合理孔結構帶有ORR催化活性的復合材料,隔膜為玻璃纖維或者PP膜,電解液一般為1M的LiTFSI溶解在TEGDME或者DMSO。放電時,負極鋰失去電子變為Li+,Li+跨越隔膜后遷移至正極。而正極側在催化劑的協助下,氧氣獲得外電路電子發生ORR反應產生中間體離子O2?,Li+與O2?結合成LiO2,之后經過進一步電化學還原或者化學還原生成最終放電產物Li2O2。充電時,Li2O2發生氧化反應生成LiO2-x后進一步被分解為Li+和O2,Li+遷移回到負極并重新生成金屬鋰……
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