锂空气技术的进步预示着高容量电池将在十年内问世

该大学的科学家表示，他们已经开发出一种锂空气电池的工作实验室演示器，这种电池具有非常高的能量密度，效率超过90%，可以充电超过2000次。

锂氧电池或锂空气电池被视为“终极”电池，因为它们的理论能量密度是锂离子电池的十倍。如此高的能量密度将与汽油相当，并将使电动汽车的电池成本和重量仅为目前市场上电池的五分之一。

在锂空气电池成为汽油电池的可行替代品之前，还有几个实际的挑战需要解决，但剑桥大学的研究小组相信，他们已经通过实验室的演示器克服了其中的一些问题。

他们的演示依赖于一个由石墨烯制成的高多孔碳电极，以及改变电池中化学反应的添加剂，使其更稳定、更高效。而结果，据科学研究人员警告说，实用的锂空气电池至少还需要十年的时间。

该论文的资深作者、剑桥大学化学系的克莱尔·格雷教授说:“我们所取得的成就是这项技术的重大进步，并为研究开辟了全新的领域——我们还没有解决这种化学物质固有的所有问题，但我们的研究结果确实显示了通往实用设备的道路。”

根据该大学的说法，之前的工作演示器的尝试效率低，速率性能差，不需要化学反应，并且只能在纯氧中循环。

剑桥大学的研究小组，包括化学系的刘涛博士，已经开发出一种电池，这种电池使用的化学原理与之前尝试的非水锂-空气电池非常不同，它依赖于氢氧化锂(LiOH)而不是过氧化锂(Li)₂O₂）.随着水的加入和碘化锂作为“介质”的使用，他们的电池显示出更少的化学反应，这些化学反应会导致电池死亡，使其在多次充放电循环后更加稳定。

通过精确地设计电极的结构，将其变成高度多孔的石墨烯，加入碘化锂，并改变电解质的化学组成，研究人员能够将充电和放电之间的电压差距减少到0.2伏。

该大学表示，较小的电压差距意味着更高效的电池——以前的锂空气电池版本只能将电压差距缩小到0.5 - 1.0伏，而0.2伏更接近锂离子电池的电压差距，相当于93%的能效。

高多孔石墨烯电极也大大增加了演示器的容量，尽管只有在一定的充放电速率下。其他需要解决的问题包括找到一种方法来保护金属电极，使其不会形成树突。此外，演示器只能在纯氧中循环。

这项技术已经获得专利，并正在通过剑桥大学的商业化部门剑桥企业进行商业化。