研究发现影响高能量密度锂空气电池寿命的主要因素

据外媒报道，日本国立材料研究所的NIMS和软银发现，影响高能量密度锂空气电池循环寿命的主要因素是电解液体积与电极面积的比值。据报道，该研究团队开发了一种技术，可用于量化电池电化学反应中使用的产物和氢气的数量，从而准确评估反应物和产物之间的总体平衡。锂空气电池重量轻，能量密度高，是未来的终极可充电电池。因此，它可以应用于多个技术领域，如无人机、电动汽车和家用储能系统。NIMS软银先进技术开发中心成立于2018年，一直致力于锂空气电池的研究，努力推动其在各种技术中的实际应用，包括手机基站、物联网和高空站。

延长电池循环寿命至关重要。然而，大多数对锂空气电池循环寿命的评估都集中在单个电池组件上，只有少量对功能性高能量密度锂空气电池的实际制造和循环寿命评估的研究。此外，用于定量测量电池电化学反应中涉及的物质的方法相对较少。因此，研究人员无法测量反应物和产物之间的整体平衡，从而无法确定影响电池循环寿命的主要因素，导致锂空气电池的应用开发过程缓慢。最近，研究团队开发了一种新技术，可以量化电化学反应中使用的氧气，以及充电和放电循环中产生的气体和挥发性物质。随后，该团队利用这项技术对高能量密度锂空气电池内部发生的复杂电化学反应进行了精确分析，发现锂空气电池的循环寿命主要受电解质体积与电极面积之比的影响。这意味着，在未来，可以通过减少电极面积同时保持恒定的电解质来延长电池的循环寿命。然而，减小电极面积将降低电池的能量密度。因此，在设计电池和评估电池材料时，研究人员还需要优化配比参数，以加快锂空气电池应用的发展进程。未来，研究团队计划探索减少电池电化学反应副产物的方法，以便快速将锂空气电池投入实际应用。

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