独家 | 最新全固态锂空电池！登上《科学》
独家 | 最新全固态锂空电池！登上《科学》
gh_6f92e0be0b72
“康桥电池能源CamCellLab”专注于新型电池技术、算法模型、数据驱动及可视化、电池管理技术方案研究与专家咨询服务。
提示 ： 点击上方 " CamCellLab "， 关注本公众号。
电动车取代燃油车的趋势是由多种因素共同推动的， 包括对空气污染的担忧，对有限且日益昂贵的石油资源的依赖，以及减少温室气体排放和解决气候变化问题的愿望 。许多国家都制定了在未来几十年逐步淘汰汽油动力汽车的目标。例如，欧洲和亚洲的一些国家已经宣布计划到 2030 年或 2040 年禁止销售新的汽油动力汽车。在美国，没有这样的国家目标，但一些个别州，如加利福尼亚州，已经制定了相似的目标。
电动车相对于燃油车有提高效率， 减少排放和安静运行等优势。但是，由于电动车主要使用锂离子电池，它的续航里程有限，充电时间长等缺点，使得人们在购买电动车时，心有疑虑。
而基于锂氧化物 (Li2O) 形成的锂空气电池理论上可以提供与汽油相当的能量密度， 因而是高能和大功率应用等的有前途的技术。氧化锂的形成涉及4电子反应，该反应比分别生成超氧化锂 (LiO2) 和过氧化锂 (Li2O2) 的单电子反应过程和双电子反应过程更难实现。
图1：Li2O的形成路径
学术期刊《科学》（science）是一份在世界上有影响力和高度评价的科学期刊， 于 1880 年首次出版。2021年的影响因子高达63.714。“康桥电池能源CamCellLab”公众号了解到，近日，美国阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）和伊利诺伊理工学院（Illinois Institute of Technology）在《科学》上发表文章，介绍了一种采用固体电解质的室温可充电 Li2O基锂空气电池。
众所周知， 现在许多国家都在全力开发全固态电池， 但是主要集中在锂离子和钠离子中。而在锂空气电池中，还少有研究。而这次阿贡国家实验室发表的文章，采用的固态电解质是硅烷偶联剂 mPEO-TMS {3-[甲氧基（聚乙氧基）6-9 丙基]三甲氧基硅烷}（mPEO-TMS {3-[methoxy(polyethyleneoxy)6-9 propyl]trimethoxysilane}）和PEO-LiTFSI 基质中的 Li10GeP2S12 (LGPS) 纳米粒子发生化学键合合成的。LGPS 纳米粒子是高导电性的富锂离子导体。合成后，平均微晶尺寸为 17 ± 6 nm 的 LGPS 纳米粒子和mPEO-TMS链连接。这主要是通过Li2S 基团中 S 原子和mPEO-TMS 中的 Si的强化学键键合实现的。电池的负极是金属锂，正极是由磷化三钼 (Mo3P) 纳米颗粒制成。
“康桥电池能源CamCellLab”公众号了解到， 这种锂空气电池中Li2O 是主要产物。可以在室温下，以4电子反应进行1000次充放电循环。结果表明，它在空气中运行很好，体积能量密度约为 614 Wh/L。
“康桥电池能源CamCellLab”公众号认为， 由于锂空气电池潜在的能量密度和汽油相近，这推动了众多科学家进行研究。尽管锂空气电池在现阶段和实际使用还有一段距离。但是，随着进一步研发，如果可以装载在电动车上，必然会解决当前使用锂离子电池的电动车的问题，使得人们充分享受电动车带来的便捷。
声明：欢迎广大学者踊跃投稿 。本栏目信息来源及内容仅作为学术课题研究、技术交流等用途，不作为商业用途；文章观点仅供分享交流，转载请注明出处；如涉及版权等问题，我们将及时沟通处理。本公众号转载内容为传播分享知识资讯。转载版权归原作者，如有版权问题请联系删除。文章中任何公司新闻， 仅供分析参考,不作为投资决策的依据,不构成任何建议,据此入市风险自担。