據(jù)相關(guān)人員透露,美國(guó)伊利諾伊大學(xué)科研工作者制造出了一種新型的鋰空氣電池。該款電池是以氧氣作為正極材料,以金屬鋰作為負(fù)極材料,因此又被稱之為金屬燃料電池。
與鋰離子電池相比,鋰空氣電池有更高的比容量,是當(dāng)前鋰離子電池的10倍,可以說(shuō),其理論能量接近汽油。如果該款電池運(yùn)用在新能源汽車(chē)上的話,那汽車(chē)的續(xù)航里程提升到800公里。更為重要的是,由于該鋰空氣電池具有較輕的質(zhì)量和無(wú)污染的特點(diǎn), 不僅對(duì)電動(dòng)車(chē)的輕量化有很大的提升,而且有利于環(huán)境的保護(hù)。
不過(guò),鋰空氣電池也有一定的缺點(diǎn),即為反應(yīng)可逆性差,需要催化劑。通常情況下,它是采用2D材料(二維材料)作為催化劑,提高電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)速率,使鋰空氣電池的效率更高與充電能力更強(qiáng),這樣一來(lái),電池保存能量的能力和提供能量的能力就被提升了。
鋰空氣電池在充放電時(shí)電極反應(yīng)如下:
放電
(1)負(fù)極反應(yīng)(Li→Li++e)
金屬鋰以鋰離子的形式溶于有機(jī)電解液,電子供應(yīng)給導(dǎo)線。
(2)正極反應(yīng)(O2+2H2O+4e→4OH-)
在正極的水性電解液中與鋰離子結(jié)合生成水溶性的氫氧化鋰(LiOH)。
充電
(1)負(fù)極反應(yīng)(Li+e→Li)
通過(guò)導(dǎo)線供應(yīng)電子,鋰離子由正極的水性電解液穿過(guò)固體電解質(zhì)到達(dá)負(fù)極表面,進(jìn)行反應(yīng)生成金屬鋰。
(2)正極反應(yīng)(4OH-→O2+2H2O+4e)
該正極反應(yīng)生成氧氣,并將產(chǎn)生的電子供應(yīng)給導(dǎo)線。