金屬空氣電池技術

金屬空氣電池，尤其是鋰空氣電池的發(fā)展引起了人們的廣泛關注，并引起了人們的廣泛關注。

鋰空氣電池是以金屬鋰為負極，空氣中的氧為正極活性物質，通過鋰與氧的電化學反應，完成電能與化學能的相互轉換。該電池的理論能量密度約為3500瓦時/公斤，是鋰離子電池的10倍，接近汽油。著眼于鋰空氣電池的潛在用途，世界各國都開展了相關的研究工作。IBM一直致力于其電池500項目，該項目旨在結束電動汽車一次充電可行駛500英里的政策。而旭硝子等日本公司的參與將促進gap和電解質的研究。

鋰空氣電池并不是一個新概念;它是由洛克希德公司的研究人員在1976年首次提出的。1996年，Abraham等人提出了有機電解液體系，開創(chuàng)了鋰空氣電池研究的新局面。目前，對鋰空氣電池的研究重要集中在正極，這直接選擇了電池的用途。在能量密度方面，最具代表性的是石墨烯材料。美國西北太平洋國家實驗室(Pacificnorthwestnationallaboratory)的研究人員制造出了一種具有氣泡狀結構的層狀石墨烯材料，最終的放電比容量約為1.5萬毫安時/克，遠遠大于現有的鋰離子電池。

然而,生成的含氧產品在鋰空氣電池的充電和放電過程和碳材料與電解液發(fā)生反應,導致許多副產品的一代(碳酸鋰等),這將大大影響電池的循環(huán)過程,是限制其開放的瓶頸問題。Bruce等將多孔金和碳化鈦應用于正電極，可用于抑制副反應，100循環(huán)的存留率大于95%。

高能量密度是鋰空氣電池的重要優(yōu)點，循環(huán)的穩(wěn)定性是其技術關鍵和面對的問題。另一方面,金屬鋰的凈化,樹突克制的過程中鋰陽極保護和充放電,催化活性高的組件的發(fā)展正電極,氧氣選擇性滲透膜和集成技術的電池結構設計都是要處理的問題的實際過程。