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[交流]
鋰空電池目前的發(fā)展
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| 大家來(lái)討論一下鋰-空氣電池目前的發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題以及以后的發(fā)展趨勢(shì)吧!大家暢所欲言~ |
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| 我先開(kāi)個(gè)頭吧。鋰空氣電池目前的問(wèn)題很多,陰極、電解液和陽(yáng)極都有很多問(wèn)題需要解決。比如正極,放電產(chǎn)物過(guò)氧化鋰的沉積會(huì)堵塞正極孔道,造成反應(yīng)終止、氧氣滲透不進(jìn)去、極化嚴(yán)重等等。電解液方面,普通的鋰離子電池所用的電解液在鋰空中都不太適合,不僅是易吸水、易揮發(fā),而且有文獻(xiàn)報(bào)道醚類和碳酸酯類電解液都會(huì)在充放電過(guò)程中發(fā)生分解。最有希望的是離子液體,然而離子液體的粘度大導(dǎo)電性不好,也急需解決。陽(yáng)極最大的問(wèn)題就是鋰枝晶的生成和腐蝕,陽(yáng)極保護(hù)膜也是一個(gè)發(fā)展方向。 |
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我來(lái)說(shuō)一下水系的問(wèn)題吧,水系相對(duì)于有機(jī)系的優(yōu)點(diǎn)主要在于放點(diǎn)產(chǎn)物L(fēng)iOH可以溶于水性電解質(zhì),可以避免堵塞氧氣擴(kuò)散及催化空隙,其可逆性也已經(jīng)得到驗(yàn)證,而有機(jī)系目前主流報(bào)道有機(jī)電解質(zhì)在充放電過(guò)程中會(huì)氧化分解,水系就不存在這個(gè)問(wèn)題,但水系的容量比有機(jī)系要低很多,其構(gòu)成及主要問(wèn)題在于: 1.目前主流的復(fù)合陽(yáng)極主要由三部分構(gòu)成,Li/固體聚合物電解質(zhì)膜/無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)膜,主要問(wèn)題在于鋰容易形成枝晶,特別是在稍大一點(diǎn)的電流密度下,研究可以抑制鋰枝晶形成的有機(jī)電解質(zhì)膜是關(guān)鍵,另外無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)膜商業(yè)化的是日本ohara公司的Lision膜,價(jià)格比較貴,一小塊2000¥+,其電導(dǎo)率也不是很高,文獻(xiàn)報(bào)道有4*10E-4左右,起缺點(diǎn)是對(duì)鋰不穩(wěn)定,目前據(jù)說(shuō)對(duì)鋰金屬穩(wěn)定的電解質(zhì)膜Li7La3Zr2O12被廣泛研究,在保證電導(dǎo)率的前提下,解決其透水問(wèn)題成為關(guān)鍵。另外,Li及Li7La3Zr2O12的界面電阻似乎也比較大。當(dāng)然復(fù)合陽(yáng)極除了這種構(gòu)成外還可以采用Li/Li3N or LiPON/無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)膜的構(gòu)成,采用中間層的主要目的就是界面固態(tài)電解質(zhì)與鋰的反應(yīng)問(wèn)題,無(wú)論怎樣,水系復(fù)合陽(yáng)極中各部分材料的研究突破是關(guān)鍵。 2.復(fù)合陰極在鋅空氣電解質(zhì)中研究比較多,主要集中在催化劑的研究上面,個(gè)人認(rèn)為納米及介孔結(jié)構(gòu)催化劑是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。 另外,鋰空氣電池的結(jié)構(gòu)也需要不斷的完善... |
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基本上三大問(wèn)題吧: 1.極化過(guò)大導(dǎo)致充放電平臺(tái)電壓差很大(一般1V以上)。需要尋找高效低廉的催化劑,或者采用水系電解液; 2.大電流充放電性能差。受限于O2在電解液中的溶解和擴(kuò)散。因而研究對(duì)于O2具有高溶解度和高擴(kuò)散速率的電解液溶劑極為關(guān)鍵。 3.循環(huán)性能差。主要由于正極材料的鈍化以及碳酸酯溶劑電解液的分解,因而正極結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和尋找對(duì)O2還原過(guò)程穩(wěn)定的電解液溶劑也是未來(lái)鋰空研究的主流方向。 |
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