锂-空气电池若干复杂寄生反应的研究

发布时间：2025-05-13 02:45

　　随着环境污染的日益加剧和化石燃料的逐步耗尽,对于可再生能源的利用已经是未来社会发展的大势所趋。这一背景下,人们对于具有更高比能量、更长循环寿命的新型绿色储能装置的需求也越来越迫切。作为一种目前最为常见的电能储存装置,现有锂离子电池体系将无法满足未来许多应用场景下(例如长续航里程电动汽车、无人机和智能电网等)的储能需求。近年来,一种新型电池体系一-锂-空气电池吸引了研究人员的注意。不同于目前锂离子电池的基于锂离子嵌入脱出电极材料的电极反应,锂-空气电池通过放电产物过氧化锂在正极上的可逆沉积与分解来实现能量的释放和储存。理论上,锂-空气电池具有3582 Wh·kg-1的比能量,远远超过现有电池体系。并且作为锂-空气电池放电过程中电极活性材料的02可以直接从空气中获取,避免了制造过程中过渡金属元素(镍、钴、锰等)的使用。这一特性使得锂-空气电池在具有更高比能量的同时兼具结构简单和绿色环保的优势。当然,作为一种新型电池体系,锂-空气电池的发展还存在着许多问题和挑战。其中最为严峻的问题之一就是在电池的运行过程中放电产物过氧化锂会和空气中的二氧化碳和水反应生成副产物Li2CO3和LiOH。这两种副产...

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【部分图文】：

图１．１锂－空气电池和现有商用电池体系比能量对比??

图１．２?（ａ）有机电解液锂氧气电池和（ｂ）水系电解液锂氧气电池示意图［１］??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?（ａ）?ｎｏｎ－ａｑｕｅｏｕｓ?ａｎｄ?（ｂ）?ａｑｕｅｏｕｓ?Ｌｉ－〇２??

图１．３ＲＵ－ＧＡ材料示意图及其电化学性能

很多贵金属材料易于吸附反应物并具有高催化活性，因此被广泛应用于锂－??空气电池的正极材料改性研究中。例如，周豪慎课题组［１５，１６］报道了将Ｒｕ作为??锂－空气电池正极催化剂材料的研究工作。如图１．３ａ？ｃ所示，他们制备了由纳米??５??

图１．４氧化还原电子对作为电解液添加剂在锂－空气电池充电过程中作用机理??

引起了人们的关注［６３－６７］。这类氧化还原电子对催化剂主要指的是可以与Ｌｉ２０２??发生化学反应将其氧化的可溶性分子。考虑到Ｌｉ２０２不可溶，使用这种催化剂可??以另一个角度解决反应物和催化剂不可扩散的问题。如图１．４所示，在ＯＥＲ过??程中，ＲＭ分子首先在电极上失电子形成ＲＭ....

本文编号：4045618