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新技术:封闭式锂电池性能与锂-空气电池相仿?

时间:2021-08-21 11:55 点击次数:
  本文摘要:新的化学方法未来将会解决锂-空气电池的缺失。 在同等重量下,锂-空气电池可以获取更加多电力,因此被普遍应用于电动汽车和其他移动电子设备。然而,锂-空气电池有不少缺点:痉挛低(大量化学能转化成了热能而没获取给设备)、寿命短、制作工艺便宜而简单(向电池内差使放空气必须价格昂贵的设备,并且十分困难)。

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新的化学方法未来将会解决锂-空气电池的缺失。  在同等重量下,锂-空气电池可以获取更加多电力,因此被普遍应用于电动汽车和其他移动电子设备。然而,锂-空气电池有不少缺点:痉挛低(大量化学能转化成了热能而没获取给设备)、寿命短、制作工艺便宜而简单(向电池内差使放空气必须价格昂贵的设备,并且十分困难)。

  近日,麻省理工学院核工程教授李巨,博士后朱志(音译,ZhiZhu)及其他五位工作于麻省理工、阿尔贡国家实验室和北京大学的作者在《大自然能源》期刊发文,报导了一种被称作纳米锂阴极的新技术,该技术可以用来生产性能和锂-空气电池相若的封闭式锂电池,以解决上述问题。  李巨回应,锂-空气电池的弱点之一是电池和静电电压平均,静电电压比电池电压较低1.2伏,因此每次电池过程中,以热能形式损失的能量高达30%。如果你电池太快,你的锂电池知道有可能烧起来。

  把气体关口一起  传统锂-空气电池静电时,利用空气中的氧气与电池中的锂再次发生化学反应。在电池时,锂氧化物中的氧又被获释到大气中。  新的纳米锂阴极电池某种程度利用了氧元素和锂的起到。

区别在于,静电时,氧会再行以气体形式获释,而是被堵塞在液体中。具体来说,氧以三种水解还原成态被堵塞在三种液体化合物中Li2O,Li2O2和LiO2,这三种物质又被包绕行在二氧化钴玻璃里。  这么做到的益处就是,将纳米锂阴极电池将充放电时的电压劣减少了5倍从1.2伏降到0.24伏,因此只有8%的能量在电池时以热能形式损失。这意味著可以对汽车电池以更慢的速度电池而不用担忧短路发生爆炸。

  锂-空气电池的第二项缺点是:以气体形式获释的氧会毁坏电池中的离子通道,因此减少了锂电池的寿命。  新技术用二氧化钴玻璃把锂和氧包覆在纳米尺度的空间中,科学家把这种结构称作纳米锂。

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这样,LiO2,Li2O2,和Li2O的转换就会转变材料宏观结构。此外,由于纳米锂颗粒本身十分不平稳,而具备纳米地下通道的二氧化钴玻璃能则正好够平稳它们。二氧化钴同时还在充放电中扮演着了催化剂的角色。

  李巨回应,传统锂-空气电池实质上只不过是锂-氧电池,因为空气中的水汽和二氧化碳不会跟锂再次发生副反应,因此锂-空气电池用于一起必需配有可观的辅助系统,以除去水汽和二氧化碳,这是个步十分艰难的步骤。而新的液体锂电池早已没了这个问题。  自带防过差使功能  新的液体锂电池还自带以防过充电功能,因为电池中的化学反应不会通过负反馈自我调节,当电充满著时,反应自动暂停。

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传统电池若过充电,将对电池导致不可逆地伤害,甚至发生爆炸。但是液体锂电池在实验中倒数电池15天,电池电量百倍于电池容量,但是电池毫发无损。


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