《科技日報》本月20日報道,中科院長春應化所張新波研究員帶領的科研團隊首次設計和開發出了可實用性強、擁有自主知識產權的鋰-空氣二次電池及電池組,使其可真正應用于電動交通工具和太陽能、風能等可再生能源儲能領域。
新型鋰-空氣電池的特點是:首次將亞砜(DMSO)和砜(TMS)應用于鋰—空氣二次電池中,有效促進了可逆放電產物過氧化鋰(Li2O2)的生成,減少了副反應;另外一個技術創新則是:通過抑制鋰-空氣電池電解液分解,調控空氣電極固-液-氣三相界面以及優化鋰-空氣二次電池體系與結構,成功將鋰-空氣二次電池循環壽命從最多充電100次大幅提高至500次。
張新波團隊通過詳細考察空氣電極對鋰—空氣電池性能的影響,發現空氣電極催化劑催化效率低、用于過氧化鋰等不溶放電產物存儲和反應物傳輸的孔道結構不合理、導電性差是制約鋰—空電池性能的關鍵因素。基于此,該團隊首次提出了石墨烯一體化空氣電極的概念,成功地在泡沫鎳基體中構筑了三維多孔石墨烯。泡沫鎳所具有的高導電性,結合多孔石墨烯合適的孔道結構,使得所制備的鋰—空氣電池表現出優異的倍率性能;此外,通過借助和發揮稀土鈣鈦石型復合氧化物優異的電催化性能,有效降低了鋰—空氣電池充/放電過電位,進一步提高了能量轉化效率和倍率性能。
《科技日報》對電池評價極高,認為團隊首次設計和開發出可實用化、擁有自主知識產權的鋰—空氣二次電池電池組。