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美國堪薩斯大學研發鋰氧電池

鉅大LARGE  |  點擊量:648次  |  2019年02月24日  

據外媒報道,美國堪薩斯大學(UniversityofKansas)的新研究或將在未來數年內提供更持久耐用的電池,該類電池可被用于消費電子產品及電動車。


如今,大多數美國人的電子設備都使用鋰離子電池,某些電動車也采用了鋰離子電池技術。但鋰離子電池存在瑕疵,如:需經常性地充電。


據稱,鋰氧電池(lithium-oxygenbatteries)或許是最具前景的鋰電池,未來或將取代鋰離子電池。


據研究人員透露,鋰氧電池可提供更大的儲能容量,但也存在不足,其充電速率不及鋰離子電池。在克服該缺陷前,鋰氧電池技術將始終處于實驗室研究階段。


鋰氧電池的問題在于其低電流密度(lowcurrentdensity),盡管電池的持續時間長,但可用電量不足。若利用鋰氧電池為電動車供電,或許能將續航里程數提升至500英里,但用戶卻無法將車速提升至較快的水準,每小時僅能行駛數英里并不是件令人愉悅的事情。截止至目前,幾乎所有的鋰氧電池均處于研發階段,該技術的應用市場并不大。性能穩定性及使用壽命是鋰氧電池亟待解決的問題。但在上世紀70-80年代,鋰離子電池也遇到過類似問題。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

在獲得美國國家科學基金會(NationalScienceFoundation,NSF)的資金支持后,研究人員希望研發新技術,推動鋰氧電池的發展,提升其實用性。Li教授將在卡內基梅隆大學的X射線計算機斷層掃描設施(X-rayComputedTomographyFacility)內與ShawnLister開展技術合作。


Li表示:“雙方將計劃提升鋰氧電池的電量,還能提升其能量密度?!?/p>


Li與Lister將致力于了解并提升鋰氧電池氧電極的功能,Li表示鋰氧電池務必通過納米孔(nanoscalepores)吸收氧氣,加快反應速度。因此,鋰氧電池的電化學性能取決于電極孔隙(porescale)處的液態空氣兩相流(two-phaseflow)。研究人員旨在更好地了解電池電極的孔隙傳輸能力,確認孔隙尺寸、結構、連接性及潤濕性(wettability)對其產生的影響。


該研究的重心在于改善電池電極內的氧氣物質傳遞(masstransfer)遲滯這一不利情況。


Li表示,該項目或將研發并獲得一項專利技術,該技術或將推動未來數年內鋰氧電池的研發及應用。研究人員計劃與當地電池業開展合作。

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