2022-06-20
科技日報訊 （記者金鳳 通訊員周偉 王洪洲）在目前研究的新型二次儲能系統(tǒng)中，鋰—氧電池是理論上比能量高的電池體系。但其放電產(chǎn)物過氧化鋰的絕緣性，阻礙了鋰—氧電池的發(fā)展進程。日前，南京工業(yè)大學陳宇輝教授課題組聯(lián)合上海大學施思齊教授以及奧地利科學家，發(fā)現(xiàn)通過改變鋰鹽濃度或者溶劑，就可以讓絕緣體的電化學速率提高數(shù)倍。研究成果近日發(fā)表在國際權(quán)威期刊《自然·催化》上。
與鋰離子電池等插層電池主要依靠離子脫出或嵌入來平衡混合導(dǎo)電固體的氧化還原電荷不同，未來電池技術(shù)如鋰—氧電池、鋰—硫電池會產(chǎn)生絕緣物質(zhì)。鋰—氧電池在放電或充電期間將溶解在電解質(zhì)中的氧氣轉(zhuǎn)化為固態(tài)絕緣物質(zhì)過氧化鋰。鋰—硫電池可將固態(tài)絕緣物質(zhì)硫和硫化鋰相互轉(zhuǎn)化。電極與絕緣、不溶性、固體存儲材料之間會發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移，即使在低倍率下也會導(dǎo)致高過電位和不完全轉(zhuǎn)化。
“我們通過實驗發(fā)現(xiàn)，用碘化鋰作為氧化還原媒介體的催化劑，在與絕緣物質(zhì)比如過氧化鋰反應(yīng)時，存在一個突變電位。”論文作者、南京工業(yè)大學博士生曹德慶介紹，當媒介體電位低于突變電位時，氧化還原媒介體在與絕緣物質(zhì)反應(yīng)的動力學較慢，當電位僅高于突變電位少許時，氧化還原媒介體與絕緣物質(zhì)反應(yīng)的動力學會突然加快。而通過改變鋰鹽濃度或者改變?nèi)軇?，就可以調(diào)節(jié)媒介體電位的變化。
“經(jīng)過深入研究，我們發(fā)現(xiàn)這個現(xiàn)象不僅在碘化鋰中存在，在其他媒介體與過氧化鋰反應(yīng)過程中也存在，這個結(jié)論還可以延伸到除了鋰—氧電池的其他電池體系，比如鋰—硫電池?！标愑钶x說，他們發(fā)現(xiàn)突變電位存在的原因，其實是與絕緣物質(zhì)的晶面有關(guān)。因為絕緣物質(zhì)比如過氧化鋰等是多晶面的，媒介體的電位應(yīng)該超過主導(dǎo)晶面所需的低過電勢。
圓柱鋰電池，尤其是18650，由于其自身的結(jié)構(gòu)特征及其型號的標準化，在三種主要電池形式中是高的。這使得有可能具有高度的一致性和相應(yīng)的產(chǎn)量增加。一、圓柱鋰電池的優(yōu)點1) 單體一致性好；2) 單體具有良好的機械性能。與方形和軟包裝電池相比，封閉圓柱體在
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2023-03-28
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