剑桥大学新技术提升锂空气电池容量

随着电动汽车的越来越普及，研究人员也开始将精力集中在研究锂空气电池上。因为锂空气电池比锂离子电池轻得多，更轻的汽车意味着更长的续航里程。从理论上来说，锂-空气电池相对于锂离子电池有巨大的优势，前者的能量密度最高为后者的10倍。因此，锂-空气电池目前是全球的研究热点。

据报道，在此之前，由于这种化学上的不稳定，锂空气电池会显示出性能迅速衰退的现象。英国剑桥大学研究人员开发出的锂空气电池，成功解决了这种技术中的化学性质不稳定的问题。基于这项技术，单位体积可充电电池的容量将达到当前最优秀电池的5倍。这将极大地提升电动汽车的单次充电行驶里程，同时给储电设备行业带来变革。

剑桥大学的研究人员改用多层次的大孔石墨烯作为正极材料，利用水和碘化锂作为电解液添加剂，最终产生和分解的是氢氧化锂，而不是此前电池中的过氧化锂。氢氧化锂比过氧化锂要稳定，大大降低了电池中的副反应，提高了电池性能。其中碘化锂除了帮助分解氢氧化锂外，似乎还起到了保护锂金属负极的作用，使电池对于过量的水有一定的免疫性。没有它，同量的水会直接使电池失效，完全无法充放电。由于石墨烯氧化物具有多孔性，研究人员估计这种电池可循环超过2 000次。

剑桥大学研究人员表示，他们将锂空气电池中的电压间隙降低到了0.2 V，成功提高了电池性能和效率。他们所开发出的锂空气电池模型蓄电能力约为3 000Wh/kg，是现有锂离子电池的8倍，可循环充放电上千次，首次循环充放电效率高达93%，即充入电池中93%的能量在放电时都能被使用。

科学家们非常希望锂空气电池有一天能取代我们目前使用的锂离子电池。剑桥大学的这项技术如果能从实验室走向商用，那么电动汽车一次充电就足以从伦敦行驶至爱丁堡，而电池的成本和质量仅为当前锂离子电池的1/5。

剑桥大学这项研究获得了英国工程和物理科学研究委员会、美国能源部和欧盟的资助，并且得到了英国先进材料厂商庄信万丰的支持。研究人员表示他们已经申请了这项技术的专利，目前正与多家公司合作，力求尽快推进这项技术。