锂空气电池是一种用锂作负极,以空气中的氧气作为正极反应物的电池。锂空气电池比锂离子电池具有更高的能量密度,因为其阴极(以多孔碳为主)很轻,且氧气从环境中获取而不用保存在电池里。

1.锂空气电池工作原理

空气电池采用锂作为负极活性材料,采用多孔的气体扩散层电极作为正极材料,按电解质体系主要分为有机电解液体(非水性电解液体系)、水性电解液体系、混合电解液体系和全固态电解质体系。

锂空气电池工作原理

2.锂空气电池优缺点

锂空气电池的优点:

1、成本低,正极活性物质采用空气中氧气,不要存储,也不要购买成本,空气电极使用廉价碳载体。

2、能量密度高,相比较传统的锂离子电池,锂空气电池的能量密度达5200Wh/kg,不计算氧气的质量其能量密度更能达到11140Wh/kg,高出现有电池体系一个数量级。

3、绿色环保,锂空气电池不含铅、镉、汞等有毒物质,是一种环境友好型电池体系。

锂空气电池的缺点:

总体而言,锂空气电池反应产物中,存在大比例不可逆成分,这是各种技术路线都无法规避的问题,必须正面解决。各个技术路线中存在的缺点,基本已经在分类和存在问题中提及,此处不再赘述。

锂空气电池优缺点

3.锂空气电池应用前景

科学家利用顶端为20纳米的原子力显微镜(AFM),基于锂离子导电玻璃陶瓷电解质,利用直流电测量了显微镜在循环过程中顶端高度的变化,以分析锂微粒的上升,从而探究电池的可逆性。他们观测到了锂微粒的局部可逆性——当最小的微粒形成时,可逆程度达到了最高水平。研究人员发现,顶端高度的新增和下降都与电流的变化相关。这意味着他们可能制造出具有活跃阳极的纳米电池,锂空气电池的可逆性有望在未来得到进一步的提高。

锂空气电池应用前景