中國(guó)粉體網(wǎng)訊 鋰-空氣電池又稱鋰-氧氣電池，與傳統(tǒng)的鋰離子電池（300Wh/kg）相比，鋰-空氣電池（3505Wh/kg）擁有超過其將近10倍的質(zhì)量能量密度，可以與汽油等化石能源媲美。因此，近年來(lái)鋰-空氣電池受到了極大的關(guān)注。
鋰-空氣電池的常見結(jié)構(gòu)主要是由多孔材料與氧氣構(gòu)成的正極、金屬鋰負(fù)極、電解液和隔膜四部分構(gòu)成。其中，用于隔膜的材料除了要具有較高的鋰離子電導(dǎo)率和較低的電子電導(dǎo)率外，還需要具備防止電子、氧氣、活性氧和其他中間反應(yīng)物在正極和負(fù)極之間的滲透，促進(jìn)鋰離子通量，特別是抑制鋰枝晶的功能。
不過，鋰-空氣電池隔膜通常是微孔隔膜，使用微孔膜的缺點(diǎn)是，如果正負(fù)極使用的是兩種不同電解液，經(jīng)過反復(fù)充放電循環(huán)，慢性滲透會(huì)混合在一起；另一個(gè)問題是，在充電過程中形成的鋰枝晶，有可能刺穿隔膜，導(dǎo)致正負(fù)電極之間短路。這些都會(huì)影響電池的安全性。
近日，德國(guó)奧爾登堡大學(xué)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)起了一個(gè)名為“非質(zhì)子鋰氧電池的替代材料和組件：非活性組件的化學(xué)和穩(wěn)定性--AMaLiS 2.0”的全新合作研究項(xiàng)目，旨在探索一種新的概念來(lái)延長(zhǎng)鋰-空氣電池的壽命。
研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃制造一種將正極與負(fù)極隔開的隔膜，這意味著兩邊可以使用不同的電解質(zhì)。不過，該團(tuán)隊(duì)并未透露該隔膜的具體制法與成分。
測(cè)試臺(tái)前的鋰-空氣電池
研究人員說，“這將大大擴(kuò)展電解質(zhì)的選擇范圍。我們打算測(cè)試一種兩面都有獨(dú)特涂層的隔膜，它可以同時(shí)保護(hù)鋰電極和氣體擴(kuò)散電極。”除此之外，該研究團(tuán)隊(duì)還在創(chuàng)造一種由納米結(jié)構(gòu)碳化鈦組成的新型氣體擴(kuò)散電極。據(jù)稱，它將與一種特殊的膜相結(jié)合，防止二氧化碳或水蒸氣等寄生空氣成分進(jìn)入電池。
據(jù)悉，研究人員的最終目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)電池原型，以證明穩(wěn)定、可充電系統(tǒng)的可行性。為此，他們計(jì)劃設(shè)計(jì)一個(gè)表面尺寸為25平方厘米的扁平電池。
上述團(tuán)隊(duì)由Gunther Wittstock教授領(lǐng)導(dǎo)，由總部位于德國(guó)海爾布隆的IOLITEC離子液體技術(shù)公司指導(dǎo)，明斯特大學(xué)的MEET電池研究中心以及不來(lái)梅的弗勞恩霍夫制造技術(shù)和先進(jìn)材料研究所（Fraunhofer IFAM）也參與其中。
參考資料：
財(cái)聯(lián)社、SciTechDaily
王曉雪，《高比能鋰氧氣_鋰二氧化碳電池正極關(guān)鍵問題及新型策略研究》
劉偉，《高比能鋰硫/氧氣電池關(guān)鍵材料的設(shè)計(jì)及充放電機(jī)理研究》
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/長(zhǎng)安）
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