日本開發(fā)出組合使用有機電解液和水性電解液的“鋰空氣電池”
日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所能源技術(shù)研究部門能源界面技術(shù)研究小組組長周豪慎和日本學術(shù)振興會(JSPS)外籍特別研究員王永剛共同開發(fā)出了新構(gòu)造的大容量鋰空氣電池。
鋰離子電池廣泛用于手機和筆記本電腦等,用于電動汽車時存在能源密度不足的問題。所以理論上可實現(xiàn)大容量的“鋰空氣電池”作為新一代大容量電池而備受矚目。不過此前的鋰空氣電池存在正極蓄積固體反應生成物,阻隔了電解液與空氣的接觸,導致停止放電等問題。
負極(金屬鋰)采用有機電解液,正極(空氣)方面則使用水性電解液,兩極由固體電解質(zhì)隔開,以防止兩電解液發(fā)生混合。由于固體電解質(zhì)只通過鋰離子,因此電池的反應可*地進行。正極的反應生成物具有水溶性,不產(chǎn)生固體物質(zhì)。實驗證明該電池可連續(xù)放電50000mAh/g(空氣極的單位質(zhì)量)。
該技術(shù)極有望用于汽車電池。如果在汽車用支架上更換正極的水性電解液,用卡盒等方式補充負極的金屬鋰的話,汽車可實現(xiàn)連續(xù)行駛且無需充電等待時間。可以從用過的水性電解液中輕松提取金屬鋰,鋰能夠反復使用。可以說是用金屬鋰作為燃料的新型燃料電池。
鋰離子電池目前已經(jīng)開始在電動汽車上應用,為了實現(xiàn)長距離行駛,作為蓄電池時的高性能化和低成本化備受期待。但目前的鋰離子電池受制于電池容量很難實現(xiàn)長距離行駛,要實現(xiàn)長距離行駛必須在汽車上配備大量的電池,因此存在車體價格大幅上升的問題。
要實現(xiàn)電動汽車的普及,能源密度需達到目前的約6~7倍。因此,理論上能源密度遠遠大于鋰離子電池的金屬鋰空氣電池備受關(guān)注。由于鋰空氣電池的正極使用空氣中的氧做活性物質(zhì),理論上正極容量無限大,因此可實現(xiàn)大容量。