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美国堪萨斯大学研发锂氧电池 旨在提升氧气电极性能

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-02-11  来源:盖世汽车
核心提示:据外媒报道,美国堪萨斯大学(University of Kansas)的新研究或将在未来数年内提供更持久耐用的电池,该类电池可被用于消费电子产品及电动车。
    据外媒报道,美国堪萨斯大学(University of Kansas)的新研究或将在未来数年内提供更持久耐用的电池,该类电池可被用于消费电子产品及电动车。

    如今,大多数美国人的电子设备都使用锂离子电池,某些电动车也采用了锂离子电池技术。但锂离子电池存在瑕疵,如:需经常性地充电。

    据称,锂氧电池(lithium-oxygen batteries)或许是最具前景的锂电池,未来或将取代锂离子电池。

    据研究人员透露,锂氧电池可提供更大的储能容量,但也存在不足,其充电速率不及锂离子电池。在克服该缺陷前,锂氧电池技术将始终处于实验室研究阶段。

    锂氧电池的问题在于其低电流密度(low current density),尽管电池的持续时间长,但可用电量不足。若利用锂氧电池为电动车供电,或许能将续航里程数提升至500英里,但用户却无法将车速提升至较快的水准,每小时仅能行驶数英里并不是件令人愉悦的事情。截止至目前,几乎所有的锂氧电池均处于研发阶段,该技术的应用市场并不大。性能稳定性及使用寿命是锂氧电池亟待解决的问题。但在上世纪70-80年代,锂离子电池也遇到过类似问题。

    在获得美国国家科学基金会(National Science Foundation,NSF)的资金支持后,研究人员希望研发新技术,推动锂氧电池的发展,提升其实用性。Li教授将在卡内基梅隆大学的X射线计算机断层扫描设施(X-ray Computed Tomography Facility)内与Shawn Lister开展技术合作。

    Li表示:“双方将计划提升锂氧电池的电量,还能提升其能量密度。”

    Li与Lister将致力于了解并提升锂氧电池氧电极的功能,Li表示锂氧电池务必通过纳米孔(nanoscale pores)吸收氧气,加快反应速度。因此,锂氧电池的电化学性能取决于电极孔隙(pore scale)处的液态空气两相流(two-phase flow)。研究人员旨在更好地了解电池电极的孔隙传输能力,确认孔隙尺寸、结构、连接性及润湿性(wettability)对其产生的影响。

    该研究的重心在于改善电池电极内的氧气物质传递(mass transfer)迟滞这一不利情况。

    Li表示,该项目或将研发并获得一项专利技术,该技术或将推动未来数年内锂氧电池的研发及应用。研究人员计划与当地电池业开展合作。

    此外,NSF的拨款将为美国堪萨斯大学两名学生的培训提供资金支持。
 
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