
图3:锂空气电池热力学平衡电位的实验值与理论值比较和数值为零的热力学平衡过电势
(3)针对电池倍率性能差的问题,研究了Li2O2形貌、反应温度和气压、以及Li2O2的预成核对倍率性能的影响,发现有效调控产物形貌、提高反应温度和气压、以及预成核可有效提高电池的充放电倍率(相关结果正在整理发表过程中)。
(4)制作了容量为5Ah的软包锂空气电池。如以电池放电前的质量计算,可获得大约400Wh/kg的质量能量密度,如计入放电后产物的质量,该数值大约为340Wh/kg。同时发现,在大容量电池模块中,空气正极的体积膨胀和Li负极的保护问题都会更为突出,需要格外受到重视;循环性能和倍率性能尤其需要提高。



图4:软包锂空气电池原型器件
通过在锂空气二次电池实用化关键问题方面的系列研究,对制约锂空气电池应用的瓶颈问题加深了理解,获得了一些解决这些问题的有效手段。二次锂离子电池概念的提出是在上世纪80年代,其发展到应用大约经历了10年左右的时间。在当今科技研发实力大幅提高的今天,相信经过各方研发人员的共同努力,锂空气电池有望在5到10年得到应用(特别是在消费电子类产品领域)。
以上研究工作得到了中国科学院重点部署项目和国家自然科学基金的资助。

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