UNIST開(kāi)發(fā)突破性添加劑提高鋰空氣電池的效率和壽命

2025-02-19 11:32:17來(lái)源：蓋世汽車(chē) 關(guān)鍵詞：鋰空氣電池電池閱讀量：23486

導(dǎo)讀：鋰空氣電池以其高能量密度而聞名，它使用鋰陽(yáng)極并以空氣中的氧為陰極，其容量是傳統(tǒng)鋰離子電池的5倍。

　　據(jù)外媒報(bào)道，韓國(guó)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種創(chuàng)新添加劑，可以明顯提高鋰空氣電池的使用壽命和效率。與傳統(tǒng)鋰離子電池相比，這一進(jìn)展有望使車(chē)輛續(xù)航增加一倍以上。該項(xiàng)研究由蔚山國(guó)立科學(xué)技術(shù)院(UNIST)Kwak Won-jin教授、亞洲大學(xué)(Ajou University)Seo Seong-eun教授和美國(guó)歐柏林學(xué)院(Oberlin College)Chen Shuming教授領(lǐng)導(dǎo)。

　　鋰空氣電池以其高能量密度而聞名，它使用鋰陽(yáng)極并以空氣中的氧為陰極，其容量是傳統(tǒng)鋰離子電池的5倍。然而，這些電池面臨挑戰(zhàn)，因?yàn)樵诓僮鬟^(guò)程中形成活性氧簇(ROS)，這會(huì)使電池組分降解并降低效率。新開(kāi)發(fā)的添加劑可以解決這些挑戰(zhàn)，這種名為BAC的氧化還原介質(zhì)，即使在暴露于單線態(tài)氧(一種特別活潑的氧形式)后，也能保持穩(wěn)定的3.5V充電電壓水平。

　　這種氧化還原介質(zhì)雖然僅占電池電解質(zhì)重量的5%，但在決定鋰空氣電池的能源效率和使用壽命方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過(guò)降低充電所需的電壓，該BAC介質(zhì)可以提高能源效率并充分減少電池過(guò)載，從而延長(zhǎng)其使用壽命。研究人員Lee Hyun-wook表示：“借助分析分子立體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，我們開(kāi)發(fā)出這種氧化還原介質(zhì)。”

　　該BAC介質(zhì)設(shè)計(jì)包含一個(gè)連接到“α-碳”的氫原子。根據(jù)布雷特(Bredt)規(guī)則，這種配置與單線態(tài)氧的反應(yīng)性較低。這種結(jié)構(gòu)創(chuàng)新確保介質(zhì)的穩(wěn)定性和可逆性，在充電過(guò)程中氧釋放率分別為82%和79%。相比之下，其他介質(zhì)在暴露于活性氧簇時(shí)性能會(huì)明顯下降。

　　Kwak教授強(qiáng)調(diào)這一進(jìn)展的重要性，他表示：“鋰空氣電池會(huì)因活性氧簇而出現(xiàn)各種副反應(yīng)。對(duì)于提高系統(tǒng)的技術(shù)水平，控制這些副反應(yīng)十分重要。這項(xiàng)研究中使用的電解質(zhì)添加劑設(shè)計(jì)工藝有望增強(qiáng)鋰空氣電池技術(shù)，并用于開(kāi)發(fā)各種催化劑。”

　　這一突破的潛在應(yīng)用不僅限于電動(dòng)汽車(chē)，還有望推動(dòng)需要高容量?jī)?chǔ)能的不同領(lǐng)域發(fā)展。

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