鋰-氧電池取得技術突破 實現四電子轉化及庫侖效率近100%

據蓋世汽車網9月16日消息，據外媒報道，加拿大滑鐵盧大學Linda Nazar教授宣佈，其研究團隊首次實現四電子轉換（four-electron conversion），該技術將實現鋰-氧電池（lithium-oxygen，Li-O2）的電子存儲容量翻番。

Nazar團隊將有機電解質（organic electrolyte）轉化為硝酸鋰/硝酸鉀（lithium nitrate/potassium nitrate）的無機熔鹽（inorganic molten salt），旨在提升其化學穩定性和導電率。此外，該團隊了利用雙功能金屬氧化物催化劑替代了多孔碳陰極（porous carbon cathode），提升了電池容量的同時降低了過電勢。

相較於Li2O2，在150攝氏度下，電池在使用期間將生成更為穩定的Li2O，其熱力學性能表現更為出色。該款電池電芯採用多種材料，旨在提升其熱動力性能及反應動力學（kinetics）。研究人員研發的該款電池充電性能表現更佳，從理論上講，其儲能表現提升了50%。

在電池研究領域，鋰-氧電池頗具吸引力，這主要得益於其理論能量密度。能量密度是材料的儲能容量，當電芯發生電化學反應後，其能量將儲存在電池電芯中。

早前，鋰-氧電池的技術挑戰難點集中在電池的陰極、有機電解質、超氧化物及過氧化鋰。然而，該研究已解決了所有內在侷限性（intrinsic limitations）難題並證明了該類電池內部四電子傳輸的可能性、反應的可逆性，其理論庫侖效率（theoretical coulombic efficiency）已接近100%。（本文圖片選自uwaterloo.ca）