据外媒报道,来自美国加州大学伯克利分校、劳伦斯伯克利国家实验室、卡内基·梅隆大学以及德国燃烧技术研究所的研究人员联合研究证明,一种电解液可有效增加锂空气电池的容量。这种电解液由能释放较多电子的阴离子和释放电子较少的非水溶剂组成,该研究发表在美国《国家科学院院刊》上。

对于电动车而言,金属空气电池重量轻、能量密度高、续航时间长,将电动车所需要的特性集于一身,无疑是最具潜力的新星。然而锂空气电池却存在致命缺陷,即固体反应生成物会在正极堆积,从而导致放电停止,科学家们一直在试图克服这个问题。研究人员对电解液进行了定性和定量研究,测量如何通过溶解氧化锂来提高电池容量。在他们设计的电解液中,电池容量可增加4倍,并证明了阴离子在电池循环周期中发挥着非常重要的作用。

优化电解液有望成为电动车电池新星

随后研究人员利用扫描电子显微镜来检查过氧化锂在阴极表面上的沉积形态。结果表明,电池容量的增加可能是由于NO3-(硝酸根离子团带一个单位负电荷)诱导可溶性氧离子出现而增加。核磁共振进一步证实,NO3-离子对电解液释放电子发挥着重要作用。

其结论是,能释放较多电子数量的阴离子,可使氧化锂无法形成,进而可提高电池容量。

该研究表明,电解液靶向中间产物,是一种克服锂空气电池缺陷,提高电池容量的方法。此外,该模型还可以广泛地适用于其他金属空气电池。