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。     

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.     

碳材料在锂空气电池中的应用及研究进展

综述了有关锂空气电池所应用的碳材料的种类及其性能,总结了不同种类碳材料的物理参数,如比表面积、孔体积、粒子尺度以及电导性等对锂空气电池性能的影响规律;以及碳材料改性对锂空气电池氧电极的性能改善。已有的文献数据表明用于锂空气电池的碳材料必须具有较好的导电性、较大的比表面积、合适的孔体积和粒子尺度等。这些物理化学参数为应用于锂空气电池的碳材料的选择提供了依据。     

锂燃料电池的研究进展

高容量电池一直是研究的热点,锂燃料电池可能会突破电池体系的能量瓶颈.理论上,锂燃料电池的比能量高达11140 Wh/kg,高出现有商品电池体系1～2个数量级.但目前仍有不少问题需要解决,如寻找适用的电解质和空气电极.根据所用电解质的不同,将锂燃料电池分为三类:水溶性电解质电池、有机电解质电池和多相电解质电池.分别讨论了它们的优缺点和需要解决的难题,并综述了其研究进展.     

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.     

宏观角度下有机电解质锂空气电池放电机理研究

从宏观角度建立了有机电解质锂空气电池放电模型,借助有限元方法分析了放电过程中过氧化锂沉淀形貌系数对放电电压的影响、正极厚度对比容量的影响、过氧化锂体积分数分布、有机电解质电流密度及电势的变化情况.结果可知,高放电电流情况下,电池放电电压随着过氧化锂沉淀形貌系数的降低而降低;减小正极电极厚度会提高电池的放电性能,但正极厚度较薄会降低正极中容纳沉积物的溶剂,减少电池容量;集流体近侧为放电反应的主要聚集区域,同时会生成较多的过氧化锂沉淀物,使得有机电解质电流密度骤降.该研究为锂空气电池放电机理的理解和放电性能的改进提供了参考.     

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。     

金属空气电池技术的研究进展

金属空气电池以轻质活性金属为阳极,氧气为阴极,具有容量大、能量密度高、放电平稳的优点,且产物对环境无污染,在新能源领域是极具发展前景的绿色能源技术。目前金属空气电池阳极材料主要有锂、镁、铝、锌等,结合近年来国内外相关研究成果,分别介绍了这几种金属空气电池的关键技术和研究进展,并对未来发展提出了展望。     

新闻

<正>靠"呼吸"氧气充放电中科院青能所在锂空气电池正极材料研究中取得新进展锂空气电池作为锂离子电池的理想替代者,受到了研究人员的广泛关注。近日,中科院青岛生物能源与过程研究所在锂空气电池研究方面取得突破,通过对催化剂的研究,大大提高了锂跟空气中氧气结合与分解的效率,从而提高电池充放电效率,有望成为未来电动汽车的理想电源。"对锂空气电池的研究应用前景是非常广阔的。"中科院青能所仿生能源与储能系统团队研究员崔光磊向记者介绍了他们的团队在锂空气电池研究方面的新进展。锂空气电池的理论比能量为5 200 Wh/kg,高出现有电池体系1到2个数量级,也就是说单位质量的电池放