開發(fā)中的鋰空氣電池一些研發(fā)知識(shí)之24

1、開發(fā)中的鋰空氣電池一些研發(fā)知識(shí)之24理論上30kg金屬鋰釋放的能量與40L汽油釋放的能量基本相同。如果從用過的水性電解液中回收空氣極生成的氫氧化鋰（LiOH），很容易重新生成金屬鋰，可作為燃料進(jìn)行再利用。目前，各種鋰離子電池，將會(huì)接受安全性、環(huán)保以及市場的考驗(yàn)，最后選擇誰勝誰負(fù)。目前的鋰空氣電池的壽命并不能令人滿意，雖然相關(guān)新的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明不斷傳來，但是權(quán)威人士估計(jì)這項(xiàng)技術(shù)的完善大約需要十年時(shí)間。鋰空氣電池用無論是什么電解質(zhì)另一重點(diǎn)是對(duì)鋰隔膜的保護(hù)。鋰空氣電池研究新動(dòng)向鋰空氣電池中間隔膜層的聚合物電解質(zhì)聚合物電解質(zhì)的問題是聚氧化乙烷（PEO）無催化劑時(shí)室溫下離子導(dǎo)電性較低，有關(guān)檢測表明了在PEO

2、中使用鋰鹽Li（CF3SO2）2N-（LiTFSI）作為添加劑的聚合物電解質(zhì)（PEO18LiTFSILi/O=1/18的濃度）復(fù)合負(fù)極，Li/PEO18LiTFSI/LTAP的阻抗值在25約17000·cm2，50約1000·cm2，80約90·cm2，低溫時(shí)的阻抗值極大，因60以下PEO的結(jié)晶化使離子移動(dòng)變得遲緩。有專家試驗(yàn)了將BaTiO3微粒添加到PEO中，陶瓷材料微小顆粒的添加使電導(dǎo)率提高的報(bào)道，鋰離子的導(dǎo)電效果增強(qiáng)，有大學(xué)的研究者們也驗(yàn)證了添加BaTiO3可以明顯降低界面的阻抗，如圖所示，添加BaTiO3后界面的阻抗值減少了一半，離子移動(dòng)的活化能LiPEO

3、18LiTFSI 是86 kJ/mol，LiPEO18LiTFSI-BaTiO3是81kJ/mol，兩者的活化能很接近，表明BaTiO3的添加對(duì)活化能影響不大，界面阻抗降低，使鋰離子的活性增大，頻率因子也隨著增大，表明鋰離子導(dǎo)電效 果增強(qiáng)。圖：在25和60時(shí)不添加與添加BaTiO3的阻抗對(duì)比圖LTAP 的水溶液中穩(wěn)定性LTAP在水中較穩(wěn)定，但隨著水溶液中電解質(zhì)pH值發(fā)生變化，是否影響其穩(wěn)定性還需要探討，正負(fù)電極的放電反應(yīng)如下所示。負(fù)極LiLi+e正極O2 + 4 e + 2 H2O4 OH隨著放電的進(jìn)行正極生成氫氧離子的濃度增大，電解液的pH 值變大。有可能使用酸性電解液，要求保護(hù)膜材料在廣泛的pH 值范圍內(nèi)保持其穩(wěn)定性。在強(qiáng)酸及強(qiáng)堿性中一周左右的短時(shí)間內(nèi)LTAP 的表面發(fā)生溶解，電導(dǎo)率大幅度降低。強(qiáng)酸性中不穩(wěn)定的直接原因是質(zhì)子和鋰的離子交換反應(yīng)；強(qiáng)堿中不穩(wěn)定因素是析出了強(qiáng)酸中所沒有的Li3PO4。結(jié)構(gòu)開始改變，在純水中時(shí)電導(dǎo)率也有微弱的下降。研究得出只有在高濃度LiCl和LiNO3的鋰鹽水溶液中長期穩(wěn)定