固态锂空气电池的崛起：储能技术的新里程碑

来自 实验室仪器网

研究人员设计了一种新的锂空气电池，与今天的锂离子设计相比，它每体积电池可以存储更多的能量。新电池使用基于含锂纳米颗粒的固体复合电解质。电解质嵌入由称为陶瓷-聚环氧乙烷聚合物的特殊材料制成的基质中。这种方法不同于传统电池，传统电池的电解质是液体。这种固态锂空气电池是第一个在室温下实现四电子化学反应的电池。这很重要，因为大多数锂反应涉及一个或两个电子。涉及更多电子的反应意味着更多的能量储存。研究人员表明，电池可以充电至少1,000次充放电循环。随着进一步发展，这种锂空气设计可以达到每公斤1,200瓦时的创纪录能量密度。该密度是锂离子电池的四倍。

在考虑用于下一代电池的所有技术中，锂空气电池具有最高的预计储能密度。这项技术将大大增加电池可以存储的能量。使用固态电解质代替液体电解质也将大大减少火灾引起的安全问题。此外，这一发现为设计在室温下工作的锂基电池化学开辟了新思路。这些未来的设计可以实现更大的能量存储。

开发能量密度可与汽油相媲美的电池是电池研发中长期寻求的目标。基于氧化锂（Li2O）形成具有这样的理论潜力。锂空气电池因其高能量密度和低成本而前景广阔。到目前为止，锂空气电池的示范仅限于一个或两个电子反应过程，导致形成锂超氧化物（LiO2）或过氧化锂（Li2O2）分别。

科学家们开发了一种基于四电子反应过程的新方法来生产氧化锂（Li2O）的形成和分解，与当前的锂离子技术相比，使电池能够提供更高的能量密度。在锂空气电池中成功实现四电子反应依赖于固态电解质与催化剂磷酸三钼（Mo3P）的复合电解质。嵌入Li的复合电解质10GeP2S12纳米颗粒表现出高离子电导率和稳定性以及高循环稳定性。在能源部科学办公室用户设施纳米级材料中心进行的低剂量低温透射电子显微镜证实了反应机理，该机理有利于通过锂的可逆形成和分解进行四电子反应化学2O作为主产品。研究发现，该电池在室温下至少可充电1,000次，这代表了锂空气电池实际应用的重大进展。

» 仪器设备 购买 咨询