鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1570次 | 2018年05月25日
汽車鋰空氣電池介紹
早在豐田氫燃料電池汽車(MIRAI)推出之前,IBM公司就推出了自己的汽車空氣鋰電池。早在2009年,IBM就提出Battery500Project這個(gè)計(jì)劃,旨在研發(fā)出一種空氣鋰電池技術(shù),在保持當(dāng)前車載電池體積重量以及成本控制基礎(chǔ)上,讓電池一次充電能夠維持車輛至少805公里的續(xù)航里程,和當(dāng)前電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程相比較,整整提高了五倍。
IBM空氣鋰電池的結(jié)構(gòu)如圖所示,陽極為鋰金屬板,陰極為表面碳層,中間有兩層電解質(zhì),其中靠近鋰金屬電板一側(cè)的電解質(zhì)負(fù)責(zé)接收由鋰金屬板釋放的鋰離子,而靠近碳層一側(cè)的電解質(zhì)則負(fù)責(zé)把接收到的鋰離子更好地滲透至碳層。兩種電解質(zhì)中間有阻擋膜,用以阻止不同層面物質(zhì)之間的相互滲透與污染。
在負(fù)極(金屬鋰)一側(cè)使用有機(jī)電解液,在正極(空氣)一側(cè)使用水性電解液。在兩種電解液之間設(shè)置只有鋰離子穿過的固體電解質(zhì)膜,將兩者隔開。這樣便可防止電解液混合,并促進(jìn)電池發(fā)生反應(yīng)。
負(fù)極用電解液組合使用的是含有鋰鹽的有機(jī)電解液。雖然不能棄用有機(jī)溶媒,但卻限定了使用方法。正極用水性電解液使用堿性水溶性凝膠,與微細(xì)化后的碳和低價(jià)氧化物催化劑形成的正極組合。
在鋰-空氣電池中,由于放電反應(yīng)生成的并非是固體的Li2O,而是容易溶解在水性電解液中的LiOH(氫氧化鋰)。氧化鋰在空氣電極堆積后,不會(huì)導(dǎo)致工作停止。水及氮等也不會(huì)穿過固體電解質(zhì)的隔壁,因此不存在與負(fù)極的鋰金屬發(fā)生反應(yīng)的危險(xiǎn)。而且,在充電時(shí),如果配置充電專用的正極,還可防止充導(dǎo)電致空氣電極的腐蝕和老化。
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