锂空气电池空气电极研究进展

锂空气电池作为理想的高比能量化学电源,成为近年来的研究热点。综述了近年来锂-空气电池空气电极催化剂和碳载体的最新研究进展,比较了过渡金属氧化物催化剂和贵金属催化剂在空气电极上的电催化行为,总结了碳载体的孔容利用率及其比表面积和孔径大小的关系。此外,还介绍了新型碳泡沫材料的制备方法及掺氮碳载体的研究。     

锂空气电池催化剂新发现

<正>可提供许多能量的轻型电池对各种应用都非常重要。例如,提高电动车的续航里程。正因为如此,即便是电池能量密度有较小的提高也是一个很大的进步。日前,麻省理工学院的一组研究人员在电池技术上作出了很大的进步,它可将现有的任何电池的能量密度提高三倍。麻省理工学院的副教授Yang Shao-Horn说现在很多研究小组都在从事锂空气电池的研究,因为这项电池技     

锂-空气电池的研究进展与展望

锂-空气电池具有能量密度高、质量轻、安全性好、环保等优点,是新一代绿色高能电池.介绍了影响其性能的关键因素及存在的问题,重点综述了空气正极结构、催化剂、锂负极和电解质等方面的最新研究进展,并展望了锂空气电池的应用前景.     

空气电极对锂空气电池放电性能的影响

研究了GNSs(石墨烯)、Super P炭黑、VGCF(气相沉积碳纤维)等三种具有不同形貌的碳基材料对锂空气电池放电容量的影响,并以Super P炭黑为碳基材料,分别考察了碳负载量和粘结剂含量对锂空气电池放电性能的影响。为了进一步研究限制锂空气电池放电性能的因素,采用水热法合成了具有高比表面积的空心刺球状α-MnO2,制备了SuperP/α-MnO2/PVDF复合空气电极,考察了锂空气电池放电过程中的速率控制步骤。     

锂空气电池复合电解质电化学性能研究

采用LiPF_6与EC/EMC/DMC作为锂空气电池电解质主体,并分别加入LiTFSI和LiBF_4锂盐制成复合电解质材料,组装成锂空气电池,通过循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等方式研究复合电解质的电化学性能。结果表明,LiPF_6+LiBF_4与EC/EMC/DMC体系复合电解质表现出较优的电化学性能,在0.10 mA/cm~2电流密度下电池首次放电比容量为3 163 mAh/g,能量密度7.98 m Wh/cm~2。     

非水体系锂空气电池研究进展

近年来,锂空气电池由于其超高的理论比能量而得到了越来越多的关注.若不考虑来自于空气中的正极活性物质O2的质量,其理论比能量可以达到11 140 Wh/kg,远远高于目前常用的传统电池.介绍了非水体系锂空气电池的反应机理、多孔碳电极、氧还原反应催化剂以及电解质等四个方面的最新研究现状,并对其未来发展作了展望.     

空气中工作的新型锂空气电池

近年来汽车用蓄电池的开发成为关注焦点。锂离子电池与其它可充电电池相比,具有比能量大、工作电压高、循环寿命长、自放电低等优点,已成为21世纪重要的新型能源之一。但日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)的Li-EAD计划中设定了至2030年蓄电池达到700 Wh/kg的     

锂空气电池用离子液体基复合电解液的性能

针对运行过程中有机电解液易挥发导致电池失效的现象,设计一种适用于锂空气电池的复合电解质材料。采用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Emim]BF_4)与碳酸酯类(EC+EMC+DMC)作为主体溶剂,亲水型LiBF_4与疏水型LiPF_6作为溶质,四氟硼酸螺环季铵盐作为添加剂制备复合电解液。组装的锂空气电池在低电流密度(0.01 mA/cm~2)下表现出较好的电化学性能,放电比容量可达2 960 mAh/g,比能量达到6 810 Wh/kg。     

水体系锂空气电池的发展现状

近年来汽车用蓄电池的开发成为关注焦点.锂离子电池与其它町充电电池相比,具有比能量大、工作电压高、循环寿命长、自放电低等优点,已成为21世纪重要的新型能源之一.     

以聚磷腈为电解质的锂/空气电池

以复配高氯酸锂的聚磷腈电解质涂覆锂阳极,制备了结构分别为Li|聚磷腈电解质|含水凝胶|石墨(结构①)、Li|聚磷腈电解质|蒙脱石|含水凝胶|石墨(结构②)及Li|聚磷腈电解质|蒙脱石|石墨(结构③)的锂/空气电池。结构②的电池以0.1 mA/cm2恒流放电,可放电60 h,放电比容量达400 mAh/g(以锂片计)。在放电过程中,锂表面的氧化膜先增厚,再变薄,又增厚,在放电结束时,膜厚可达一定值,其中结构②的电池的膜最薄,为0.127 mm。     

锂-空气电池正极催化剂研究进展

具有超高比能量的锂-空气电池是近年来的研究热点,电解质和空气电极催化剂是锂-空气电池的重要研究内容。介绍了有机体系锂-空气电池空气电极催化剂的研究进展,分析了碳、贵金属、氧化物三类催化剂材料的特征及性能,进而提出了新型、高效、兼具催化氧还原/氧析出功能的纳米催化剂的发展方向。     

提高锂空气电池的放电性能

研究了在相对湿度为30％的空气中工作的有机电解液锂空气电池,用恒流放电、交流阻抗、XRD和SEM测试研究放电性能、阻抗及空气电极表面产物的特性.电解液挥发导致的电荷转移阻抗增加,是电池放电终止的主要原因.在空气电极外侧添加防水透氧膜和改善电解液组成后,电池的0.1 mA/cm2恒流放电时间可达438 h,放电比容量为4 867 mAh/g碳.     

锂空气电池正极材料的研究进展

综述了目前国内外锂空气电池研究领域的进展,尤其是正极材料的研究进展;分析了目前研究的局限和问题的集中所在,如过电位、循环稳定性和安全性等;展望了锂空气电池的发展方向及应用趋势.     

一种柔性锂空气电池的设计与性能

针对锂空气电池实际能量密度低、倍率性能不足及循环性稳定能差等问题,以三维石墨烯/生物质碳复合材料作为电极,设计柔性锂空气电池,研究电池的搁置性能、柔性及不同活性物质载量的放电性能。随着搁置时间的延长,开路电压从2.23 V增大至3.13 V,逐渐趋于稳定,阻抗呈现同样的趋势,在5 h后稳定在4.28Ω。柔性电池在空气中可正常工作,将整个电池折叠近90°时,仍可正常工作。随着活性物质载量从52 mg增加到168 mg,放电容量呈先增加、后降低的趋势;当电极中活性物质总载量为140 mg时,全电池的比能量为1 100 W·h/kg,是目前商业锂离子电池的3倍以上。以5 mA的电流按200 mAh/g的比容量在空气环境中循环152次,电池的充、放电电压平台分别稳定在4.38 V、2.51 V。     

锂空气电池研究取得新进展

在新能源汽车动力电池上,以前很多人不看好锂空气电池。锂空气电池有很高的能量密度,理论能量密度为5．2kWh／kg,但以前只能作为一次性电池使用。中科院青岛生物能源与过程研究所的科研人员经过研究,找到了解决办法,现在锂空气电池可以充电,可以重复使用。如果其他技术难题被破解,将有助于新能源汽车发展。该技术的隔膜具有快的锂离子通过性能,同时隔离有机电解液和水性电解液,避免水分接触金属锂发生危险或生成惰性物质阻止反应进行,同时该膜具有良好的机械性能。锂空气电池面临充放电能量转化效率低、深度放电循环寿命短等两个核心问题,研究人员从氮化物材料出发,通过构效关系研究,设计构建了纳米复合结构的高性能锂空气电池阴极,成功地降低了电池的充放电极化,提高了能量转化效率。此外,通过液流电池结构设计,大大消除非活性物质对电极界面的污染,并通过有机、无机复合电解质体系设计,将循环寿命提高70％。     

锂-空气电池的研究进展

总结了锂-空气电池的研究现状;比较了非水性和水性电解质的优缺点;介绍了负极、正极、电解质及其他部件的研究进展;提出了目前锂-空气电池研究中存在的问题及对后续研究的建议.     

长寿命软包装钛酸锂/锰酸锂锂离子电池性能

以钛酸锂为负极、锰酸锂为正极制作了软包装锂离子电池,分析了钛酸锂/锰酸锂电池在充放电过程中产生的气体成分,研究了影响钛酸锂电池胀气的因素,如钛酸锂材料、电解质溶液酸度、电解质溶液添加剂等。进一步开发出性能优越的35 Ah软包装钛酸锂/锰酸锂电池,该电池常温1 C循环3 000次后容量保持87%,高温55℃、1 C、1 300次循环后仍能保持85%的初始容量,并具有良好的倍率性能和搁置性能。     

固体电解质在锂空气电池中的应用

锂空气电池的理论比能量高达3 505 Wh/kg,是新一代高比能电池的研发热点,有望应用于清洁能源、电动汽车及其他储能系统上。当前普遍研究的以有机电解液为基础的非水系锂空气电池存在着电解液挥发、分解以及锂负极粉化腐蚀等问题,这些问题极大地限制了锂空气电池的发展。固体电解质有高电位下稳定、不挥发、致密坚固的特点,使用固体电解质有望从根本上解决上述问题,推动锂空气电池的发展。从固体电解质的选择,固体电解质复合空气正极,电池性能等方面对近年国内外的研究进行总结,并对未来的研究方向进行展望。     

国外金属-空气电池研究进展

正金属-空气电池由具有反应活性的负极材料和空气电极经某些电化学反应组合而成(其结构如图1所示),兼具原电池和燃料电池的特点,有很高的质量比能量和体积比能量,而且容量大、成本低、放电稳定,且正极材料用之不尽,被认为是未来很有发展和应用前景的新能源,所以科研工作者对金属-空气电池     

锂氟化碳电池技术进展

1锂氟化碳电池的优势和特性 一次电池中理论比能量最大的就是锂氟化碳电池(约2 180Wh/kg),它也是首先作为商品的一种固体正极锂电池.锂氟化碳电池的正极材料——氟化石墨是最好的固体润滑剂和防水剂,在国防等领域有重要应用.氟化石墨比能量高、电压高、自放电低,特别适合长期工作于无人或封闭环境中的仪表电源.以氟化石墨为正极的锂氟化碳电池,是远程、无人监测、侦查装置的能源保障.由于其理论质量比能量较高,很容易做到小型化和轻型化,且其放电平台平稳(2.5～2.7V),工作温度范围广,自放电低,存储寿命长(＞10年),因此受到了极大的关注.