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鋰空氣電池有什么優(yōu)點和缺點?

鉅大LARGE  |  點擊量:3268次  |  2021年01月04日  

鋰空氣電池組成和工作機理


金屬空氣電池,由于其重要活性物質(zhì)氧氣來自于大氣環(huán)境中,無需特殊容器進行存儲,因而降低了電池的整體質(zhì)量,使得電池具有足夠的空間來供應更多的能量。從理論上講,電池的容量僅取決于陽極金屬材料的容量。然而在大多數(shù)金屬負極中,鋰金屬具有最輕的質(zhì)量(Mw=6.94gmol-1,ρ=0.535gcm-3)且電負性為3.045V(相比于標準氫電極SHE電勢),金屬鋰的理論比容量為3860mAh/g,據(jù)此進行計算得到鋰/空氣電池的理論比能量密度5,200Wh/kg(考慮活性物質(zhì)氧氣質(zhì)量在內(nèi))或11,400Wh/kg(排除活性物質(zhì)氧氣質(zhì)量進行計算),其比能量密度與傳統(tǒng)汽油的比能量密度(約為13,200Wh/kg)較為接近,約為傳統(tǒng)鋰離子二次電池的5~10倍。這里都是在說理論上。


鋰空氣電池的優(yōu)缺點


優(yōu)點


1)成本低,正極活性物質(zhì)采用空氣中氧氣,不要存儲,也不要購買成本,空氣電極使用廉價碳載體。


2)能量密度高,相比較傳統(tǒng)的鋰離子電池,鋰空氣電池的能量密度達5200Wh/kg,不計算氧氣的質(zhì)量其能量密度更能達到11140Wh/kg,高出現(xiàn)有電池體系一個數(shù)量級。


3)綠色環(huán)保,鋰空氣電池不含鉛、鎘、汞等有毒物質(zhì),是一種環(huán)境友好型電池體系。


缺點


總體而言,鋰空氣電池反應產(chǎn)物中,存在大比例不可逆成分,這是各種技術(shù)路線都無法規(guī)避的問題,必須正面解決。各個技術(shù)路線中存在的缺點,基本已經(jīng)在分類和存在問題中提及,此處不再贅述。


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