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“終極電池”研究有重大進(jìn)展0 f% q5 V. @8 _, j
% ^; @. I" h% e9 P( g多年來，鋰－空氣電池被業(yè)界譽(yù)為“終極電池”，因?yàn)槔碚撋纤墒闺妱?dòng)車?yán)m(xù)航能力接近傳統(tǒng)汽油汽車,，甚至可用于電網(wǎng)儲(chǔ)電,。英國(guó)劍橋大學(xué)研究人員２９日?qǐng)?bào)告說,，他們克服了困擾鋰－空氣電池的多個(gè)技術(shù)難題,，把這項(xiàng)技術(shù)朝實(shí)用化方向推進(jìn)了一大步,。/ j% B! g G; D" }
這項(xiàng)成果發(fā)表在新一期美國(guó)《科學(xué)》雜志上，該雜志還專門為此舉行了電話記者會(huì),。3 S: R0 x2 U: n& D+ r# b
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論文第一作者,、劍橋大學(xué)的劉韜博士在接受新華社記者采訪時(shí)介紹說，近２０年來,，鋰－空氣電池在全球被廣泛研究,。典型情況下，這種電池使用鋰金屬作為負(fù)極材料,，正極則為多孔的導(dǎo)電碳材料,。放電時(shí)，從負(fù)極出發(fā)的鋰離子在正極與空氣中的氧氣反應(yīng),，產(chǎn)生一種叫過氧化鋰的固體產(chǎn)物,，填充于碳電極的孔隙中。充電時(shí),，化學(xué)過程逆轉(zhuǎn),，過氧化鋰被分解釋放氧氣。該電池的蓄電能力理論上是目前市場(chǎng)上鋰離子電池的１０倍,，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)卻存在多個(gè)重大缺陷,。5 J# x$ ?9 J6 O7 @! Y
5 f8 G6 ?& \, q( ]0 n 劉韜說，該電池的反應(yīng)產(chǎn)物過氧化鋰及反應(yīng)中間產(chǎn)物超氧化鋰都有較高的反應(yīng)活性,，會(huì)分解電解液,，因此幾個(gè)充放電循環(huán)后電池電量就會(huì)急劇下降，電池壽命較短,；由于過氧化鋰導(dǎo)電性能差,，充電時(shí)很難分解，需要很高的充電電壓,，還會(huì)導(dǎo)致分解電解液及碳電極等副作用,；放電時(shí)，過氧化鋰會(huì)堵塞多孔碳電極,，導(dǎo)致放電提前結(jié)束,；充電時(shí)，鋰金屬負(fù)極表面會(huì)以樹枝狀向正極生長(zhǎng),，最終可能導(dǎo)致短路,，存在安全隱患；鋰金屬與空氣中的水蒸氣,、氮?dú)�,、二氧化碳都�?huì)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致負(fù)極材料消耗,，最終使電池失效,。& p6 p9 c( Y6 v
5 Z' v3 p8 O4 e8 R( c( H 在最新工作中，劉韜等人改用多層次的大孔石墨烯作為正極材料,，利用水和碘化鋰作為電解液添加劑,，最終產(chǎn)生和分解的是氫氧化鋰，而不是此前電池中的過氧化鋰,。氫氧化鋰比過氧化鋰要穩(wěn)定,，大大降低了電池中的副反應(yīng),，提高了電池性能。其中碘化鋰除了幫助分解氫氧化鋰外，似乎還起到了保護(hù)鋰金屬負(fù)極的作用,，使電池對(duì)于過量的水有一定的免疫性。沒有它,，同量的水會(huì)直接使電池失效,，完全無法充放電。
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) Q4 I! w) ~' H2 o K 他們開發(fā)出的鋰－空氣電池模型蓄電能力約為３０００瓦時(shí)／千克,，是現(xiàn)有鋰離子電池的約８倍,，可循環(huán)充放電上千次，首次循環(huán)充放電效率高達(dá)９３％,，即充入電池中９３％的能量在放電時(shí)都能被使用,。1 k$ T! u8 }3 i
劉韜說，這一工作為加快鋰－空氣電池的發(fā)展提供了許多新思路,，比如使用多層次大孔石墨烯電極和電解液添加劑來改變電池反應(yīng)產(chǎn)物,、減少電池副反應(yīng)、提高蓄電能力等,。但他也強(qiáng)調(diào),，他們只解決了鋰－空氣電池的部分難題，接下來將研究該電池的充放電速率以及鋰金屬負(fù)極的保護(hù)和安全隱患等問題,。& R4 l0 k1 \% a" B0 r& c. v* T9 ~ K; A
' f9 k7 D& x3 ]* `0 z 他說：“這些問題都具有挑戰(zhàn)性,，例如鋰金屬樹枝狀生長(zhǎng)導(dǎo)致的安全問題，在鋰電池界已存在了多年,，必須有重大創(chuàng)新才可能解決此老大難問題,。我想在這些關(guān)鍵問題也被解決之前，談?wù)撲嚕諝怆姵睾螘r(shí)走向市場(chǎng)還為時(shí)尚早,。相信我們這次發(fā)表的工作會(huì)鼓勵(lì)人們?cè)阡嚕諝怆姵丶夹g(shù)上有更多的投入,。”(新華網(wǎng))! g+ H6 D$ f+ [3 T- j4 W
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P.S：. m* ^! A# Q% M3 a0 i4 Z
@zerowing 這類消息太多了,，不知道這個(gè)數(shù)據(jù)靠譜否,，請(qǐng)零俠確認(rèn),。
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樓主: zerowing
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發(fā)表于 2015-11-7 23:08:49
