电解液配方指向下一代电池

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锂氧电池的稳定性和性能有望在一种量身定制的电解质中得到极大提高,这可能预示着下一代可充电电池的诞生。

电解液
图片来自Pixabay的finrich

这是由利物浦大学领导的科学家们提出的,他们与Johnson Matthey PLC和拉夫堡大学合作,设计了一种混合材料,与锂金属阳极锂电池稳定。

二维材料可以催化锂-空气电池的性能

锂氧(Li-O2这种电池(或锂-空气电池)由锂金属和多孔导电框架作为电极组成,从空气中的氧气和锂的反应中释放能量。这项新兴的技术有潜力提供比传统锂离子电池更大的能量储存。

在一个发表在先进功能材料利物浦大学的劳伦斯·哈德维克教授说斯蒂芬森可再生能源研究所同事们描述并开发了电解质配方,将副反应并使循环稳定。

根据论文的主要作者Alex Neale博士(他也是SIRE的研究员)的说法,该研究表明,某些电解质成分的反应性可以通过精确控制成分比例来关闭。

在一份声明中,Neale博士说:“利用现成的、低挥发性的组件精确配制电解质的能力,使我们能够特别定制一种电解质,以满足金属空气电池技术的需求,大大提高了循环稳定性和功能。

“我们的研究结果确实表明,通过了解电解质中锂离子的精确配位环境,我们可以直接将其与锂金属电极界面的电解质稳定性的显著提高联系起来,从而提高实际电池的性能。”

拉夫堡大学化学系的普贾·戈达德博士补充说:“锂- o2电池具有非常高的理论比能,因此即使是理论容量的一部分,实现一个实际的、真正可充电的锂- o2装置也能比最先进的锂离子电池性能更好。”“然而,发展的关键技术障碍之一是锂氧电池中材料的稳定性。如果锂- o2电池的稳定性和性能能够得到优化,锂- o2器件可以显著提高电动汽车的行驶里程能力。”

提高正极材料稳定性的工作仍需进行,但这一突破据说标志着未来能源存储的一个重要里程碑,锂氧电池的充电容量预计将达到目前电池的10倍。

Johnson Matthey PLC的Enrico Petrucco说:“这项工作为锂空气电池的电解液设计策略提供了一个很好的例证,在伟大的合作中,以优秀的科学为基础。这让我们离克服复杂锂气挑战的实用路线又近了一步。”

在英国创新基金的支持下,利物浦和拉夫堡的两个大学研究小组和Johnson Matthey PLC之间的合作研究成为可能。