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UNIST開發(fā)突破性添加劑提高鋰空氣電池的效率和壽命

文章來源：新能源網(wǎng) 更新時間：2025-02-24 15:09:17

據(jù)外媒報(bào)道，韓國研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種創(chuàng)新添加劑，可以明顯提高鋰空氣電池的使用壽命和效率。與傳統(tǒng)鋰離子電池相比，這一進(jìn)展有望使車輛續(xù)航增加一倍以上。該項(xiàng)研究由蔚山國立科學(xué)技術(shù)院（UNIST）Kwak Won-jin教授、亞洲大學(xué)（Ajou University）Seo Seong-eun教授和美國歐柏林學(xué)院（Oberlin College）Chen Shuming教授領(lǐng)導(dǎo)。

（圖片來源：UNIST）

鋰空氣電池以其高能量密度而聞名，它使用鋰陽極并以空氣中的氧為陰極，其容量是傳統(tǒng)鋰離子電池的5倍。然而，這些電池面臨挑戰(zhàn)，因?yàn)樵诓僮鬟^程中形成活性氧簇（ROS），這會使電池組分降解并降低效率。新開發(fā)的添加劑可以解決這些挑戰(zhàn)，這種名為BAC的氧化還原介質(zhì)，即使在暴露于單線態(tài)氧（一種特別活潑的氧形式）后，也能保持穩(wěn)定的3.5V充電電壓水平。

這種氧化還原介質(zhì)雖然僅占電池電解質(zhì)重量的5%，但在決定鋰空氣電池的能源效率和使用壽命方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過降低充電所需的電壓，該BAC介質(zhì)可以提高能源效率并充分減少電池過載，從而延長其使用壽命。研究人員Lee Hyun-wook表示：“借助分析分子立體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，我們開發(fā)出這種氧化還原介質(zhì)。”

該BAC介質(zhì)設(shè)計(jì)包含一個連接到“α-碳”的氫原子。根據(jù)布雷特（Bredt）規(guī)則，這種配置與單線態(tài)氧的反應(yīng)性較低。這種結(jié)構(gòu)創(chuàng)新確保介質(zhì)的穩(wěn)定性和可逆性，在充電過程中氧釋放率分別為82%和79%。相比之下，其他介質(zhì)在暴露于活性氧簇時性能會明顯下降。

Kwak教授強(qiáng)調(diào)這一進(jìn)展的重要性，他表示：“鋰空氣電池會因活性氧簇而出現(xiàn)各種副反應(yīng)。對于提高系統(tǒng)的技術(shù)水平，控制這些副反應(yīng)十分重要。這項(xiàng)研究中使用的電解質(zhì)添加劑設(shè)計(jì)工藝有望增強(qiáng)鋰空氣電池技術(shù)，并用于開發(fā)各種催化劑。”

這一突破的潛在應(yīng)用不僅限于電動汽車，還有望推動需要高容量儲能的不同領(lǐng)域發(fā)展。

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