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碘化鋰及鋰空氣電池技術(shù)

更新時(shí)間:2017-08-21      點(diǎn)擊次數(shù):2140

麻省理工學(xué)院(MIT)的研究人員與豐田歐洲研發(fā)團(tuán)隊(duì)的一位同事進(jìn)行了縝密的測(cè)試,力圖在一定程度上解決碘化鋰(lithium iodide,LiI)電池材料及與鋰-空氣電池(lithium-air battery)相關(guān)的技術(shù)難題,例如:該材質(zhì)難以維持多次充放電周期。但研究結(jié)果中存在矛盾之處,使研究人員對(duì)該材料的適用性產(chǎn)生疑問。盡管試驗(yàn)結(jié)果表明,該材料可能終究不是太適用,但該項(xiàng)研究為克服碘化鋰材料的瑕疵及尋找替代性材料提供了指導(dǎo)意見。

相較于鋰離子電池,鋰空氣電池的工作原理不盡相同,鋰離子與活性氧發(fā)生反應(yīng),在多孔電極(porous cathode)內(nèi)部生成過氧化鋰(lithium peroxide,Li2O2)聚合物。由于電極材料的容量難以容納大量的過氧化鋰,導(dǎo)致其比能量(specific energy)受限。

該團(tuán)隊(duì)采用不同方法,關(guān)注碘化鋰在鋰空氣電池放電過程中所發(fā)揮的作用。他們隨后又采用了紫外線光譜及可見光光譜(ultraviolet and visible-light spectroscopy)及其他技術(shù)研究電池的化學(xué)反應(yīng)。在存在碘化鋰及水的情況下,在上述研究進(jìn)程過程中產(chǎn)生了氫氧化鋰(lithium hydroxide,LiOH),而非過氧化鋰。

碘化鋰可提升水的反應(yīng)性(reactivity),且更易損失質(zhì)子(protons),促進(jìn)了電池內(nèi)氫氧化鋰的形成,干擾了充電過程。據(jù)觀察結(jié)果表明,研究團(tuán)隊(duì)已發(fā)現(xiàn)對(duì)相關(guān)化學(xué)反應(yīng)的抑制方法,或能提升碘化鋰等化合物的表現(xiàn)。

該研究論文的聯(lián)合作者Graham Leverick表示:“該研究或?qū)檫x擇碘化鋰替代性化合物材料指明道路,有助于抑制電極表面不必要的化學(xué)反應(yīng)。”

該項(xiàng)研究獲得了豐田歐洲、Skoltech旗下電化學(xué)能量?jī)?chǔ)存中心(Center for Electrochemical Energy Storage)的支持,其研究設(shè)備得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(National Science Foundation)的支持。

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