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锂空气电池获突破 锂离子电池要被取代?

导读: 由于化学上的不稳定,锂空气电池会显示出性能迅速衰退的现象。剑桥大学所研制出的锂空气电池具有较高的能量密度,并且能够循环充电2000次以上。该电池在理论上的能源使用效率超过90%。如今,是时候让锂离子电池被替代了。

  上周四,英国剑桥大学研究人员公布的一份文件显示,他们已经开发出了一种锂空气电池,成功解决这种技术中的部分实际问题——尤其是化学上的不稳定问题。在此之前,由于这种化学上的不稳定,锂空气电池会显示出性能迅速衰退的现象。他们所研制出的锂空气电池具有较高的能量密度,并且能够循环充电2000次以上。该电池在理论上的能源使用效率超过90%。

  科学家们非常希望锂空气电池有一天能取代我们目前使用的锂离子电池。“锂离子充电电池已经被使用了近25年,”剑桥大学化学系的Clare P. Grey教授在电话中说,“25年前,结构更为紧凑的锂离子电池为便携式电子产品的出现铺平了道路,使我们随身携带的电子设备变得更为轻巧便携。锂离子电池技术在当时更适合消费者,而如今,是时候让锂空气电池来替代它了。”

  没有哪位化学家或工程师会说,锂离子电池是完美的。随着电动汽车的越来越普及,研究人员也开始将精力集中在研究锂空气电池上。因为锂空气电池比锂离子电池轻得多,更轻的汽车意味着更长的续航里程。可以肯定的是,锂空气电池在理想情况下具有更高的能量密度。理论上说,只有这种电池能让电动汽车在不必携带巨大而笨重的电池组的情况下,拥有可媲美汽油车及柴油车的续航里程。

  仍需10年才能投入商用

  在一份新闻稿中,剑桥大学的科学家们表示,虽然他们的研究已经成功克服了锂空气电池技术中最大的障碍,但是将锂空气电池用于商业用途至少还需要10年的时间。

  锂空气电池的基本化学原理十分简单。放电时,从负极出发的锂离子在正极与空气中的氧气反应,产生一种叫过氧化锂的固体产物,填充于碳电极的孔隙中。充电时,化学过程逆转,过氧化锂被分解释放氧气。

  锂空气电池的原型其实在很早之前就已经被成功制造了出来,该电池的蓄电能力理论上是目前市场上锂离子电池的10倍,而由于锂金属在化学上具有极其不稳定性,实际应用时存在多个重大缺陷。如何可靠地令上述反应在许多周期内反复发生,则是该技术面临的最大挑战。

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