金屬空氣電池技術(shù)

金屬空氣電池，尤其是鋰空氣電池的發(fā)展引起了人們的廣泛關(guān)注，并引起了人們的廣泛關(guān)注。

鋰空氣電池是以金屬鋰為負(fù)極，空氣中的氧為正極活性物質(zhì)，通過鋰與氧的電化學(xué)反應(yīng)，完成電能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)換。該電池的理論能量密度約為3500瓦時/公斤，是鋰離子電池的10倍，接近汽油。著眼于鋰空氣電池的潛在用途，世界各國都開展了相關(guān)的研究工作。IBM一直致力于其電池500項目，該項目旨在結(jié)束電動汽車一次充電可行駛500英里的政策。而旭硝子等日本公司的參與將促進(jìn)gap和電解質(zhì)的研究。

鋰空氣電池并不是一個新概念;它是由洛克希德公司的研究人員在1976年首次提出的。1996年，Abraham等人提出了有機電解液體系，開創(chuàng)了鋰空氣電池研究的新局面。目前，對鋰空氣電池的研究重要集中在正極，這直接選擇了電池的用途。在能量密度方面，最具代表性的是石墨烯材料。美國西北太平洋國家實驗室(Pacificnorthwestnationallaboratory)的研究人員制造出了一種具有氣泡狀結(jié)構(gòu)的層狀石墨烯材料，最終的放電比容量約為1.5萬毫安時/克，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)有的鋰離子電池。

然而,生成的含氧產(chǎn)品在鋰空氣電池的充電和放電過程和碳材料與電解液發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致許多副產(chǎn)品的一代(碳酸鋰等),這將大大影響電池的循環(huán)過程,是限制其開放的瓶頸問題。Bruce等將多孔金和碳化鈦應(yīng)用于正電極，可用于抑制副反應(yīng)，100循環(huán)的存留率大于95%。

高能量密度是鋰空氣電池的重要優(yōu)點，循環(huán)的穩(wěn)定性是其技術(shù)關(guān)鍵和面對的問題。另一方面,金屬鋰的凈化,樹突克制的過程中鋰陽極保護(hù)和充放電,催化活性高的組件的發(fā)展正電極,氧氣選擇性滲透膜和集成技術(shù)的電池結(jié)構(gòu)設(shè)計都是要處理的問題的實際過程。