有前途的高能锂电池沟渠纯氧空气

科学家发明了一种很有前途的锂电池,可以运行在空气-而不是纯氧数以百计的充电周期。锂空气电池在电池社区产生兴奋,从理论上讲,九个时间更多的能量比一个普通的锂离子电池。然而,一些能够跑的锂空气电池空气而不是纯氧只能收取几十次锂盐堵塞电极。

电动汽车的锂空气电池能够旅行得更远些电池一次充电,因为这些可以容纳更多的能量比相同重量的锂离子电池。然而,锂空气电池还没有运行在空气中了一段时间。问题是氮、二氧化碳和水蒸气在空气中离子在电池的电极反应,形成存款迅速减少每个电极保持电荷的能力。

由于氧气是唯一的组件生产所需的空气在锂空气电池电化学反应,研究人员喂养它,而不是空气,到一个电池。这消除了副反应,这不是实际的未来应用程序:提供纯氧在一个汽车电池上可能会造成安全问题。

创建一个长寿的锂电池,运行在空气中,阿明Salehi-Khojin芝加哥伊利诺伊大学,我们和他的同事们设计了电极和电解液的电池最小化问题的副反应。使电池的阳极,研究者电化学沉积碳酸锂碳到锂芯片。这个涂层允许锂离子通过而阻止二氧化碳,氧气,氮和水从到达电极表面活性锂。

研究者最小化副反应的阴极通过选择材料和电解液介导反应只有在充放电过程中锂和氧气。他们使用nanoflakes阴极二硫化钼李,催化作用的形成₂O₂在充电期间及其分解放电。研究人员还充满了含有锂电池的电解质盐溶解在二甲亚砜和离子液体的混合物。

李的结构₂O₂形成阴极可以影响其倾向于收集水和二氧化碳,与锂离子反应形成存款的氢氧化锂和碳酸盐堵塞在阴极反应网站。当研究人员研究了阴极放电在混合电解液使用透射电子显微镜,他们看到李的薄膜₂O₂在其表面。计算机模型表明,二氧化碳和水不坚持这种薄膜,从而减少cathode-clogging盐形式的机会。

这种设计的好处是,我们可以得到所有的好处在使用空气、纯氧大气的Salehi-Khojin说。组件的电池隔离氮气、二氧化碳和水蒸气,所以他们不能参加不必要的副反应。

锂空气电池的组装设计电极和电解质竞选700个充电周期模拟空气中。电池创建一个裸露的阳极和阴极和电解质失败后11个充电周期。

解释循环寿命可以为锂空气电池通常是困难的,笔记Venkat Viswanathan美国卡内基梅隆大学。一个共同的方法来确定在锂离子电池循环寿命包括测量每个电池充电和放电电荷。然而,锂空气电池,这些费用也可以来自许多其他反应比锂和氧之间的期望。Viswanathan奇迹多少寄生过程是发生在这个电池,可以人为地增强其循环寿命,并最小化这些寄生过程将在商业上可行的长效锂空气电池的关键。