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碘化锂及锂空气电池技术

发布日期:2018/6/17 17:52:46

据外媒报道,麻省理工学院(MIT)的研究人员与丰田欧洲研发团队的一位同事进行了缜密的测试,力图在一定程度上解决碘化锂(lithium iodide,LiI)电池材料及与锂-空气电池(lithium-air battery)相关的技术难题,例如:该材质难以维持多次充放电周期。但研究结果中存在矛盾之处,使研究人员对该材料的适用性产生疑问。尽管试验结果表明,该材料可能终究不是太适用,但该项研究为克服碘化锂材料的瑕疵及寻找替代性材料提供了指导意见。

相较于锂离子电池,锂空气电池的工作原理不尽相同,锂离子与活性氧发生反应,在多孔电极(porous cathode)内部生成过氧化锂(lithium peroxide,Li2O2)聚合物。由于电极材料的容量难以容纳大量的过氧化锂,导致其比能量(specific energy)受限。


该团队采用不同方法,关注碘化锂在锂空气电池放电过程中所发挥的作用。他们随后又采用了紫外线光谱及可见光光谱(ultraviolet and visible-light spectroscopy)及其他技术研究电池的化学反应。在存在碘化锂及水的情况下,在上述研究进程过程中产生了氢氧化锂(lithium hydroxide,LiOH),而非过氧化锂。

碘化锂可提升水的反应性(reactivity),且更易损失质子(protons),促进了电池内氢氧化锂的形成,干扰了充电过程。据观察结果表明,研究团队已发现对相关化学反应的抑制方法,或能提升碘化锂等化合物的表现。

该研究论文的联合作者Graham Leverick表示:“该研究或将为选择碘化锂替代性化合物材料指明道路,有助于抑制电极表面不必要的化学反应。”

该项研究获得了丰田欧洲、Skoltech旗下电化学能量储存中心(Center for Electrochemical Energy Storage)的支持,其研究设备得到了美国国家科学基金会(National Science Foundation)的支持。

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