鋰空氣電池取得突破性發展!解決兩大結構性問題

| Kay | 27-08-2018 10:20 | |

近年不少科學家致力研究新電池種類,期望能使用更少能源就能締造更高電量外,也希望帶來更長的電池續航力。近來科技界熱談的鋰空氣電池(Lithium-air battery),因其備有超高理論能量密度、輕巧重量的特質,被不少科學家看好,能成為日後重要電池類型,惟現階後還是開發當中,推出未有期。之不過近日鋰空氣電池取得突破性發展,加拿大知名學府滑鐵盧大學(University of Waterloo)科研團隊解決了鋰空氣電池的兩大嚴重缺點,為鋰空氣電池的研發進程帶來新希望。

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鋰空氣電池的優缺

鋰空氣電池的負極是以金屬鋰為主要物料,正極材料則為空氣重量幾乎可以不計的氧,由於當中理論能量密度比一般鋰離子電池高 5 至 10 倍,跟汽油能量密度相近,所以有望成為日後電動車的重要電池種類,帶來媲美一般汽油車的續航距離。可是,鋰空氣電池其實有兩大嚴重缺點,窒礙當中的發展,一是電化學過程中會形成超氧化鋰(LiO2)和過氧化鋰(Li2O2),從內部將電池降解;二是超氧化物在以上過程中,會將有機電解質消耗,限制電池循環週期的壽命。

大學科研團隊取得突破

幸而,以上兩大鋰空氣電池的結構性問題,均被滑鐵盧大學科研團隊解決。由化學系教授 Linda Nazar 帶領的研究隊伍將有機電解質換為無機熔鹽、多孔碳正極換為二功能金屬氧化物觸媒,並在 150℃ 環境下實驗。當中發現從前在電化學過程中形成的過氧化鋰,會改形成較穩定的氧化鋰(Li2O),能將庫倫效率(Coulombic Efficiency)提升至 100%,意味電池能實現四電子轉移,保持良好充電特性,比其他電池能多儲存 50% 能量。

Source: University of Waterloo

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