第一塊穩(wěn)定的鋰空氣電池問世

很長時(shí)間以來，科研人員以及開發(fā)人一直希望能用鋰空氣電池代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋰離子電池，因?yàn)殇嚳諝怆姵氐男铍娔芰Ρ刃阅茏詈玫?strong>鋰離子電池都要高出10倍以上，但是由于鋰空氣電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性，它在幾次充放電之后就會(huì)解體，這讓鋰空氣電池遲遲無法進(jìn)入消費(fèi)市場。

據(jù)果殼網(wǎng)報(bào)道，最近終于有研究人員宣布制造出了第一塊具有高度穩(wěn)定性的鋰空氣電池。如果這種新技術(shù)能夠投入商用，未來的電動(dòng)汽車將會(huì)擁有與傳統(tǒng)燃油汽車相同、甚至更強(qiáng)的續(xù)航能力，人們?cè)僖膊挥瞄_一二百公里就停下來充電了。

鋰空氣電池在放電時(shí)，陽極的鋰釋放電子后成為鋰陽離子(Li+)，Li+穿過電解質(zhì)材料，在陰極與氧氣、以及從外電路流過來的電子結(jié)合生成氧化鋰(Li2O)或者過氧化鋰(Li2O2)，并留在陰極，充電過程則相反。整個(gè)充放電循環(huán)要求有穩(wěn)定的電極與電解質(zhì)環(huán)境。

但是在之前的研究中，人們始終無法維持這兩者的穩(wěn)定性，被當(dāng)做陰極的碳棒會(huì)與電解質(zhì)產(chǎn)生各種意料之外的副反應(yīng)，從而導(dǎo)致碳棒逐漸解體，幾次充放電循環(huán)過后，一塊鋰空氣電池就徹底無法使用了。

英國圣安德魯斯大學(xué)的化學(xué)家們改變了這一現(xiàn)狀，由彼得·布魯斯(PeterBruce)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)選擇將之前“搗亂”的兩個(gè)因素都替換掉。他們將傳統(tǒng)的碳陰極換成了惰性的納米級(jí)金陰極，其穩(wěn)定性要遠(yuǎn)高于碳棒;并且，他們還將之前由聚碳酸酯(polycarbonates)或聚醚(polyethers)制作的電解液，換成了一種名叫二甲基亞砜(DMSO)的導(dǎo)電溶液，這種溶液不那么容易在陰極發(fā)生反應(yīng)。事實(shí)證明他們成功了，新的“納米金-二甲基亞砜”組合的穩(wěn)定性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出原有組合。

研究團(tuán)隊(duì)告訴《科學(xué)》雜志，新的鋰空氣電池在進(jìn)行了100次充放電之后，僅僅損失了5%的電量上限。

“這結(jié)果非常鼓舞人心，它意味著鋰空氣電池的前景并不是毫無希望的。”加拿大滑鐵盧大學(xué)的化學(xué)家琳達(dá)·納扎爾(LindaNazar)說。

不過，納扎爾和其他科學(xué)家也表示，新型鋰空氣電池還沒有辦法迅速投入商業(yè)化使用。對(duì)于創(chuàng)業(yè)者來說，納米級(jí)黃金材料顯得太過昂貴，而且作為電解液的二甲基亞砜也有可能與陽極的鋰發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致電解質(zhì)分解。還是那句話：革命尚未成功，同志仍需努力。