锂空气电池的挑战与发展-电子工程世界

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

相对与其他的金属-空气电池，锂空气电池具有更高的比能。因此，从比能量的角度来说，它极其具有吸引力。除了非常高的能量密度外，锂空气电池也提供了一个平稳的放电形式和长时间存储寿命，比一些锂离子电池系统更环保。

当然，锂空气电池技术需要解决的问题主要有：1、防止使用两种电解液的隔膜慢性渗漏;2、提高有机电解液的可使用温度;3、找到可取代目前使用的金和白金触媒剂;4、更换锂燃料时，如何防止水气侵入引起爆炸;5、如何循环未用完的锂和氢氧化锂;如何降低循环氢氧化锂的能耗。

锂空气电池的致命缺陷，就是固体反应生成物氧化锂(Li2O)会在正极堆积，使电解液与空气的接触被阻断，从而导致放电停止。

图多孔碳空气电极

反应原理：

2Li+O2=Li2O2

4Li+O2=2Li2O

反应生成的Li2O2会堵塞多孔碳空气电池，会导致放电过程完全终止

日前日本产业技术综合研究所与日本学术振兴会(JSPS)共同开发出了新构造的大容量锂空气电池。研究人员在负极(金属锂)一侧使用有机电解液，在正极(空气)一侧使用水性电解液。在两种电解液之间设置只有锂离子穿过的固体电解质膜，将两者隔开。这样便可防止电解液混合，并促进电池发生反应。

该技术极有望用于汽车电池。我们知道，要实现电动汽车的普及，能源密度需达到目前的约6—7倍。因此，理论上能源密度远远大于锂离子电池的金属锂空气电池备受关注。

由于锂空气电池的正极使用空气中的氧做活性物质，理论上正极容量无限大，因此可实现大容量。如果在汽车用支架上更换正极的水性电解液，用卡盒等方式补充负极的金属锂的话，汽车可实现连续行驶且无需充电等待时间。可以从用过的水性电解液中轻松提取金属锂，锂能够反复使用。可以说是用金属锂作为燃料的新型燃料电池。如果拥有更好的电池，电动汽车就可以将一次充电能够行驶的距离从40公里提高到400公里，锂空气电池无疑是首选。

总体来看，锂空气电池目前还处在研发阶段，离实用化还有一段距离。而目前全球已经有上千个研究单位在从事锂空气电池方面的研究，经过科研人员不懈的努力，期望在不久的将来这一会呼吸的绿色电池可以真正的实现在电动汽车方面的应用，从而为人类的可持续发展做出贡献。

锂空气电池作为电池的首选畅销于市场的日子也许很快就会到来。

关键字：锂空气电池挑战编辑：探路者引用地址：锂空气电池的挑战与发展

上一篇：计算机机房UPS配备方案建议
下一篇：数据中心UPS供配电理念的转变

推荐阅读最新更新时间：2023-10-17 15:03

电池正极材料：为新能源汽车保驾护航

近年来，中国新能源汽车发展迅猛，带动了对动力锂电池的旺盛需求。正极材料是锂电池中最为关键的原材料，在当前市场上，动力电池正极材料具有体系多元化、需求个性化和市场多变化三个特点。第一个特点是体系多元化。目前市场上的动力电池正极材料主要有锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂和镍钴二元材料体系，不同的材料体系各有特点，有着各自的应用领域和市场需求。锰酸锂体系具有低成本、高平台、安全性能优异等特点，在取代铅酸电池和低速物流车等领域占有较大份额。但这种材料体积比容量低、高温循环差，导致其在商用车、物流车等应用领域受限。磷酸铁锂是目前中国市场上应用较多的动力电池材料。这种材料的高安全和循环稳定等特点，使其在商用车、专用车等应用领域占据一定地位。

[汽车电子]

Empa利用双（氟磺酰）亚胺钠溶液研发电池未来或生产经济型锂电池

据外媒报道，瑞士国家联邦实验室（Empa）能源转换材料系（Materials for Energy Conversion department）的两位研究人员Ruben-Simon Kühnel与David Reber研发了新方案，旨在解决以下难题：确保含电解质的盐类为液态形式，同时确保其达到高浓度，且不含“多余的（excess）”水分。两位研究人员在实验中采用了双（氟磺酰）亚胺钠【sodium bis (fluorosulfonyl)imide，简称sodium FSI】。该盐类可溶解于水中，7克的sodium FSI与1克的水可兑成一份透明溶液。在该液体内，所有的水分子都围绕在水合物内带正电荷的钠离子（positivel

[汽车电子]

信号隔离性能显著光耦合器强化EV电池安全

目前在全电动（BEV）或混合动力汽车（HEV）应用中，高电压锂电池组的管理面临诸多挑战，除必须监控充电和放电回圈外，基于安全考量，亦须要对提供数百伏特电压的电池组进行隔离。本文特别针对锂电池监测需求进行讨论，并探讨电池监控系统、数位通信系统及隔离介面使用的架构和元件。在管理系统中，电池监测电路板运用两个关键子系统监测电池状态，并提供数位化结果给掌管控制系统运作的主控处理器。为分离这些子系统，在高电压电池感应电路和电路板的通信元件间采用光隔离信号介面，以确保高电压不会影响数位子系统。保持锂电池稳定操作　电池管理系统扮要角复杂的电子系统必须符合电动车在性能、安全及可靠性要求，且受到锂电池特性的影响。锂电池放电时，锂材料通常在

[电源管理]

信号隔离性能显著光耦合器强化EV<font color='red'>电池</font>安全

完成100万次折叠挑战：折叠屏的现在如何？未来将向何方？

极客公园发起的‘柔性屏折叠极限挑战’，算是告一段落了。　　本着求真的极客精神，极客公园携手中国计量科学研究院，使用中国计量院提供的 180°弯折测试机器，分别对三块柔宇第三代蝉翼全柔性屏进进行了为期十几天的连续测试，希望以最硬核的方式来让大家直观地了解到这种全新屏幕形态的折叠极限究竟在哪里。　　测试过程中，柔宇第三代蝉翼全柔性屏每分钟要经历 60 次 180°弯折，每天弯折 8 万余次，除了每天停机 5-10 分钟来保证机器能够持续稳定运行之外，其它时间皆不间断持续弯折。9 月 21 日，在直播间众多网友的见证下，这次挑战以‘成功’二字作为结局完美收官。　　完成百万次折叠是柔宇第三代蝉翼全柔性屏在‘柔性屏折叠极限挑战

[手机便携]

MIT研究显示：近30年来锂离子电池成本下降了97%

过去30年里，用于手机、笔记本电脑和汽车的可充电锂离子电池的成本大幅下降，从而推动多行业技术迅速发展。但是，在关于成本下降的量化研究过程中，所得的结果模糊且矛盾。这对于预测该项技术的发展趋势，以及制定有用策略或明确研究重点，造成阻碍。 (图片来源：MIT) 据外媒报道，麻省理工学院（MIT）的研究人员对有关电池价格下降方面的研究进行了详尽的分析。他们回顾30多年的发展状况，包括尽可能地分析原始基础数据集和文档，以清楚地了解该类技术的发展轨迹。研究人员发现，自1991年首次投入商用，该类电池的成本已经下降了97%。这一数率远高于以往分析值，可与太阳能光伏电池板的成本下降趋势相媲美。麻省理工学院的副教授Je

[汽车电子]

MIT研究显示：近30年来锂离子<font color='red'>电池</font>成本下降了97%

使用ECP5™FPGA解决网络边缘智能、视觉和互连应用设计挑战

引言随着传感器、低成本摄像头和显示屏在当今嵌入式设计中的使用量飞速增长，市场上出现了许多激动人心的全新智能和视觉应用。与此同时，嵌入式视觉应用的爆炸式发展也让设计工程师对处理资源需求有了一个新的认识。包含丰富数据的全新视频应用促使设计工程师重新考虑到底采用哪种器件，是专用应用处理器（AP）、ASIC还是ASSP？然而，在某些情况下，在现有应用处理器、ASIC或ASSP方面的大量软件投入以及全新器件的高启动成本已然成为上述应用更新迭代的阻碍。这一次，摆在眼前的问题推动设计工程师寻求一种协处理解决方案，不仅要能够为包含丰富数据的全新应用提供所需的额外功能，同时还要满足系统成本和功耗的严苛要求。除此之外，市场上对于面向移动应

[网络通信]

使用ECP5™FPGA解决网络边缘智能、视觉和互连应用设计<font color='red'>挑战</font>

马斯克迪斯联手开喷燃料电池

这周的最后两个工作日，燃料电池突然间又热度陡增，不过这次的热度可不是来自什么好事，而是大众集团首席执行官赫伯特·迪斯与特斯拉老板伊隆·马斯克联手开喷，把燃料电池说的可以说是一无是处，马斯克更是再一次重复了他为埋汰燃料电池发明的词汇等式：Fuel Cells（燃料电池）=Fool Sells（愚蠢的交易）。 3月11日，社交账号Whole Mars Catalog在推特上发布了一条消息，转述了大众集团首席执行官赫伯特·迪斯在接受《财富》采访时的一段话。原意是：你们不会看到任何氢能源的乘用车，在大规模市场当中应用氢燃料电池技术的想法太过乐观了，十年内都不可能，因为这背后的物理学逻辑不合理。发布这条消息的时候，这个社交

[汽车电子]