锂-空气电池国内外研究现状及前景展望

• 作 者: 孙春文
• 机 构: 中国科学院物理研究所
• 出 处: 国际清洁能源论坛(澳门)
• 发表日期: 2013年9期
• 关键词: 锂—空气电池 电解质 空气阴极 金属锂阳极

锂离子电池在发展纯电动汽车和混合电动汽车中扮演着重要角色,但是目前锂离子电池的比能量和安全性等问题还与汽车需求存在较大差距,因此,迫切需要发展基于高能量密度和功率密度、安全性好、使用寿命长的新材料和新型可充电电池体系.与目前的锂离子电池相比,锂—空气二次电池因其具有高得多的理论比能量,是未来电动汽车重要的候选电源.本文重点介绍在锂—空气电池在国内外的研究进展，而在空气阴极、电解质和金属锂阳极方面存在的问题，并提出解决办法，以及指出定量地理解电化学反应及其与充/放电电流之间的关系，这是定量揭示循环过程中化学可逆性和理解库仑效率的关键。而电解质的极性、私度、氧气溶解度和抗氧化性是影响电池电化学性能的重要因素。研究和发展在氧气及高电势条件下稳定的阴极催化剂，首先要控制阴极表面的氧化还原过程，使得锂氧化是可逆的;实现在放电/充电循环过程中获得高的电荷效率和长的循环寿命。理解温度对锉一空气电池影响的原因，从而可以改善电池的性能并减小不利的影响。预期锂—空气电池的研究仍将是未来几十年的研究热点，使用固体电解质的锂—空气电池因其安全性将是最佳的选择。锂—空气电池适用于各种需要高能量密度电源驱动的设备，例如，移动通信设备、笔记本电脑、便携式电子设备、电动玩具、电动工具、电动汽车、混合动力车、潜艇、鱼雷、航天飞行器和飞机、储能电源等。