物理科技生物学-PHYICA

锂空气电池发展的桂木麻也子重大进展

技术工程 2021-11-06 21:53:41

Significant progress in lithium-air battery development i)锂的恒电流循环|电解质|含0.7mol DM-3锂的锂硬币电池[TFSI]在DMSO中(红色痕迹)和在(0.6)DMSO中–( 0.4)[Pyrr14][TFSI](蓝色痕迹)。插图放大了离子液体/溶剂/锂盐三元混合物中电镀剥离的稳定外观。ii)显示本工作中研究的DMSO、李、[Pyrr14]的配方的三元图。iii–VI)分别针对A(1:0)、B(9:1)、C(6:4)和D(6:4)二元/三元溶液的Li |电解质|Li对称电池的归一化电压(E/ET1)曲线。括号中的数字突出显示了每种溶液中DMSO与Li+的摩尔比。电池在j = 0.05毫安时/平方厘米下循环1小时(Q = 0.05毫安时/平方厘米/半周期)。由利物浦大学领导的研究,与约翰逊·马特和拉夫堡大学合作,在开发稳定实用的锂氧电池电解质方面取得了重大进展。锂-氧(L-I-O2)电池(或锂-空气电池),由锂金属和多孔导电框架组成,其电极从空气中的氧和锂的反应中释放能量。这项技术还处于起步阶段,但理论上可以提供比传统锂离子电池更大的能量储存。

在《高级功能材料》杂志上发表的一篇论文中,来自利物浦大学斯蒂芬森可再生能源研究所(SIRE)的劳伦斯·哈德威克教授和他的同事们精心表征和开发了电解质配方,该配方显著减少了电池内的副反应,从而提高了更长周期的稳定性。

据该论文的主要作者亚历克斯·尼尔博士(他也是SIRE的成员)称,该研究表明,某些电解质成分的反应性可以通过精确控制成分比例来关闭。

尼尔博士说:“使用现成的低挥发性成分精确配制电解液的能力使我们能够根据金属-空气电池技术的需求专门定制电解液,从而大大提高循环稳定性和功能性。”

“我们的研究结果确实表明,通过了解锂离子在电解质中的精确配位环境,我们可以直接将这一点与锂金属电极界面电解质稳定性的显著提高联系起来,从而提高电池的实际性能。”

拉夫堡大学化学系的普贾·戈达德博士说:“令人兴奋的是,通过使用计算和实验数据,我们能够确定关键的物理参数,使配方在锂金属电极界面上变得稳定。”

所设计的电解质提供了新的基准配方,将支持我们研究小组正在进行的研究,以了解和开发新的、切实可行的阴极架构,从而减少往返效率低下,并进一步延长循环寿命。

约翰逊·马特公司的恩里科·彼得鲁科说:“这项工作体现了锂空气电池的一种有用的电解液设计策略,该策略是在卓越科学的支持下进行的一次伟大合作。这使我们朝着克服复杂的锂空气挑战的实用路线又迈进了一步。”

利物浦和拉夫堡的两个大学研究小组与约翰逊·马特公司之间的合作研究是由英国创新基金资助的,该基金使工业界和学术界能够合作应对以技术为重点的研究挑战。

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