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綠色電池——鋰空氣燃料電池介紹

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1307次  |  2019年11月20日  

鋰空氣電池是一種用鋰作陽(yáng)極,以空氣中的氧氣作為陰極反應(yīng)物的電池,可謂綠色電池


放電過(guò)程:陽(yáng)極的鋰釋放電子后成為鋰陽(yáng)離子(Li+),Li+穿過(guò)電解質(zhì)材料,在陰極與氧氣、以及從外電路流過(guò)來(lái)的電子結(jié)合生成氧化鋰(Li2O)或者過(guò)氧化鋰(Li2O2),并留在陰極。鋰空氣電池的開(kāi)路電壓為2.91V。


鋰-空氣電池并非新概念。由于在正極上使用空氣中的氧作為活性物質(zhì),理論上正極的容量密度是無(wú)限的,可加大容量。另外,如果負(fù)極使用金屬鋰,理論容量會(huì)比鋰離子充電電池提高一位數(shù)。但是,為什么鋰-空氣電池至今都未普及?原因是它存在致命缺陷,即固體反應(yīng)生成物氧化鋰(Li2O)會(huì)在正極堆積,使電解液與空氣的接觸被阻斷,從而導(dǎo)致放電停止。


鋰空氣電池比鋰離子電池具有更高的能量密度,因?yàn)槠潢帢O(以多孔碳為主)很輕,且氧氣從環(huán)境中獲取而不用保存在電池里。理論上,由于氧氣作為陰極反應(yīng)物不受限,該電池的容量?jī)H取決于鋰電極,其比能為5.21kWh/kg(包括氧氣質(zhì)量),或11.14kWh/kg(不包括氧氣)。相對(duì)與其他的金屬-空氣電池,鋰空氣電池具有更高的比能],因此,它非常有吸引力。


科學(xué)家認(rèn)為,鋰空氣電池的性能是鋰離子電池的10倍,可以提供與汽油同等的能量。鋰空氣電池從空氣中吸收氧氣充電,因此這種電池可以更小、更輕。全球不少實(shí)驗(yàn)室都在研究這種技術(shù),但如果沒(méi)有重大突破,要想實(shí)現(xiàn)商用可能還需要較長(zhǎng)時(shí)間。


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