盖世汽车讯 据外媒报道,韩国研究团队发现了一种创新添加剂,可以明显提高锂空气电池的使用寿命和效率。与传统锂离子电池相比,这一进展有望使车辆续航增加一倍以上。该项研究由蔚山国立科学技术院(UNIST)Kwak Won-jin教授、亚洲大学(Ajou University)Seo Seong-eun教授和美国欧柏林学院(Oberlin College)Chen Shuming教授领导。
(图片来源:UNIST)
锂空气电池以其高能量密度而闻名,它使用锂阳极并以空气中的氧为阴极,其容量是传统锂离子电池的5倍。然而,这些电池面临挑战,因为在操作过程中形成活性氧簇(ROS),这会使电池组分降解并降低效率。新开发的添加剂可以解决这些挑战,这种名为BAC的氧化还原介质,即使在暴露于单线态氧(一种特别活泼的氧形式)后,也能保持稳定的3.5V充电电压水平。
这种氧化还原介质虽然仅占电池电解质重量的5%,但在决定锂空气电池的能源效率和使用寿命方面发挥着关键作用。通过降低充电所需的电压,该BAC介质可以提高能源效率并充分减少电池过载,从而延长其使用寿命。研究人员Lee Hyun-wook表示:“借助分析分子立体结构的设计方法,我们开发出这种氧化还原介质。”
该BAC介质设计包含一个连接到“α-碳”的氢原子。根据布雷特(Bredt)规则,这种配置与单线态氧的反应性较低。这种结构创新确保介质的稳定性和可逆性,在充电过程中氧释放率分别为82%和79%。相比之下,其他介质在暴露于活性氧簇时性能会明显下降。
Kwak教授强调这一进展的重要性,他表示:“锂空气电池会因活性氧簇而出现各种副反应。对于提高系统的技术水平,控制这些副反应十分重要。这项研究中使用的电解质添加剂设计工艺有望增强锂空气电池技术,并用于开发各种催化剂。”
这一突破的潜在应用不仅限于电动汽车,还有望推动需要高容量储能的不同领域发展。
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