科技日报北京10月30日电 (记者常丽君)据英国剑桥大学最新消息,该校科学家开发出一种可在实验室运行的锂—氧电池工作系统,能量密度极高,效率达90%以上,迄今为止可充放电超过2000次。在最新一期《科学》杂志上,研究人员介绍了这一成果。
锂—氧电池,或称锂—空气电池,一直被奉为“终极电池”,因为其理论能量密度高,是锂离子电池的10倍,堪比汽油,用作电动汽车电池的话,成本和重量仅是目前所用汽车电池的1/5。但在它替代汽油之前,还有许多实际问题需要解决。以往的系统效率很低,化学反应不理想,而且只能用纯氧气循环。
新系统的电极由多孔蓬松的石墨烯制成,通过氢氧化锂而不是过氧化锂循环反应,加入微量水和碘化锂作“中介”,大大减少了会损害电池的化学反应,从而更加稳定高效。系统充放电之间的“电压差”缩小到0.2伏,首次循环充放电效率高达93%,接近锂离子电池。石墨烯电极还大大提高了电池容量,并在一定程度上提高了充放电速度。
论文高级作者、剑桥大学化学系教授克莱尔·格雷称,这些成果是锂—空气电池技术中的重大进步,开拓了全新的研究领域。
研究人员指出,虽然新研究为开发出实际应用设备指明了路径,但目前还有一些问题需要解决。如对金属电极的保护问题,锂金属树枝状生长,会导致安全问题,让电池爆炸或短路。此外,演示系统仍然只能以纯氧循环,空气中所含的二氧化碳、氮气和水分都对金属电极有害。论文第一作者、剑桥大学化学系的刘韬(音译)说,虽然还有大量工作要做,但这些问题都有解决方法。
研究人员也指出,研究很有前景,但要真正造出锂—空气电池,至少还要10年。
原文链接:http://www.wokeji.com/kbjh/zxbd_10031/201510/t20151031_1853574.shtml
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