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新型电解液 可大幅提高锂空气电池能源效率和寿命

2017-08-04 272浏览 标签: 电池

2017年7月31日,由日本物质·材料研究机构(以下简称“NIMS”)能源·环境材料研究基地纳米材料科学环境基地锂空气电池特别推进小组组长久保佳实、博士后研究员辛星、主干研究员伊藤仁彦等人组成的研究小组宣布成功开发出一种新型电解液,能够大幅提高锂空气电池的能源效率和寿命。


蓄电池(二次电池)作为电动汽车用电源或是将太阳能电池产生的电能进行储存的家用电源,其今后的市场需求预计会急速扩大。锂空气电池是所有二次电池中理论能量密度最高的电池,被称为“终极二次电池”。


目前,作为二次电池被广泛应用的锂离子电池的能量密度(相当于蓄电容量)已经基本达到极限,而锂空气电池则有望飞跃性地提升电池蓄电容量,大幅降低电池成本。但是,由于锂空气电池充电电压高于放电电压,所以其能源效率较低,而且还存在锂金属负极寿命较短的问题。



▲循环试验后锂金属负极断面SEM图像。

(a)传统电解液、(b)新型电解液


为此,NIMS的研究团队开发出了一种能够大幅提高锂空气电池能源效率和寿命的新型电解液。使用该电解液,可以将充电时施加于正极的过剩电压(过电压)从原来的1.6V以上降低至约0.6V,减少一半以上,还能够将电池的能源效率从60%左右大幅提升至77%。


另外,该电解液还可以防止锂金属的树枝状析出(造成电池寿命较短的原因之一),将之前不到20次的充放电循环寿命大幅提高到50次以上。


研究团队表示,今后将充分利用此次研究成果,争取早日实现电动汽车、家用蓄电池用大容量、长寿命锂空气电池的实际应用。



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