韩国科学家制造新电极延长高容量锂空气电池寿命/增长汽车续航-电子工程世界

据外媒报道，韩国大邱庆北科学技术院（DGIST）的研究人员正在改进锂空气电池的性能，让电动汽车更加容易普及。该电池会在需要充电之前，利用氧气延长运行时间。在最新发表的论文中，研究人员描述了如何在掺杂了硫的石墨烯上利用镍钴硫化物纳米薄片制造电极，从而生产出具有高放电容量的长寿命电池。

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（图片来源：大邱庆北科学技术院）

韩国大邱庆北科学技术院的化学家Sangaraju Shanmugam表示：“采用锂离子电池的电动汽车的续航里程大约是300公里，意味着车辆很难往返于首尔和釜山之间，因此我们研究锂空气电池，因为此种电池能够存储更多能量，从而提供更长的续航里程。”

但是，在锂空气电池实现商业化之前，还面临很多挑战。例如，锂空气电池释放能量的速度不如锂离子电池快，意味着采用锂离子电池的电动汽车无需充电，就可以行驶得更远，但是必须开得非常慢。此外，此类电池不太稳定，需要经常更换。

Shanmugam和同事们把研究重点放在提高锂空气电池的容量上，催化锂离子与氧气之间的反应，促进能量释放，改善充电过程。

电池有两个电极，阳极和阴极。锂离子和氧气之间的反应在锂空气电池的阴极上发生，Shanmugam及其团队研发了一个由镍钴硫化物纳米薄片制成的阴极，该纳米薄片放置于掺杂了硫的多孔石墨烯上。

研究人员研发的电池显示出高放电容量，同时在两个多月内，该电池的性能还保持原来一样，容量也没有下降。

该电池得以成功有几个因素，首先，石墨烯中大小不一的孔隙为该化学反应的发生提供了大量的空间。此外，硫化镍钴催化剂薄片对此化学反应有丰富的活性位点。此类薄膜还形成了一层保护层，让电极更加坚固。最后，石墨烯掺杂了硫，孔隙之间具有互联性，改善了电池中电荷的传输。

该团队的下一步计划是通过研究电极的充放电行为及其表面特征，以改进锂空气电池其他方面的性能。Shanmugam表示：“一旦我们获得了电池所有部分的核心技术，并结合起来，就有可能开始制造电池原型。”

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