麻省理工学院和桑迪亚国家实验室的研究人员在锂空气电池领域取得了期待已久的进展。这项研究为锂空气电池在充电过程中的电化学反应带来了新的见解。
根据spectrum.ieee.org网站5月18日的一份报告，锂空气电池的存储容量预计将达到传统锂离子电池的五到十倍，因此许多人认为他们可能已经掌握了解决问题的关键，可以将电动汽车从汽车行业的利基市场转变为更大的细分市场。
毫无疑问，电动汽车仍然是媒体报道的焦点，比如特斯拉Model S，它最近获得了《消费者报告》历史上汽车类别的最高评级。我想《消费者报告》的编辑们不会介意它425公里的续航里程或几个小时的充电时间。
为了使电动汽车更符合人们对现有化石燃料汽车的惯性期望，即在大约两分钟内续航650公里，并在充满燃料的情况下行驶接下来的650公里，那么为这些全电动汽车提供动力的电池技术必须实现一个巨大的飞跃。
尽管我们用来为电动汽车提供动力的锂离子电池一直在改进，但长期以来有一种说法是，从技术上讲，锂离子电池可能被错误地使用了。
为了使电池的性能与化石燃料相当，电池的能量密度需要达到约1000 WHr/kg。目前，我们使用的锂离子电池即使性能翻倍，也只能达到400 WHr/kg。正如美国前能源部长朱棣文所说，如果电池技术要与内燃机竞争，其储存能力必须提高到当今电池的六到七倍。
正是在这一点上，锂空气电池的储能容量是锂离子电池的十倍。但到目前为止，除了在高度受控的实验室环境中，在任何地方实现这种电池的应用仍然是一个主要问题。
在美国化学学会（ACS）杂志《纳米快报》（Nano Letters）上发表的一篇论文中，麻省理工学院和桑迪亚国家实验室的研究人员使用透射电子显微镜（TEM）深入探讨了锂-空气电池析氧反应发展中的一个难题。
正是在这种反应中，研究人员首次观察到过氧化锂（Li2O2）的氧化。过氧化锂是锂空气电池在放电过程中产生的副产品。观察表明，过氧化锂主要产生于由多壁碳纳米管制成的电池基板的界面。
在这个位置，过氧化锂阻碍了电子的流动，从而阻碍了电池的充电。然而，研究人员还发现，当电子在充电过程中穿过碳纳米管时，放电过程中形成的过氧化锂会逐渐收缩。这意味着，如果可以加速电池的电子转移，也可以提高这些电池的充电速度。
本文找出了制约电子转移的关键因素。太平洋西北国家实验室研究员肖洁说。这个例子向我们表明，基础研究可以显著提高我们在实际应用中解决问题的能力。本文提供的信息将为锂空气电池中空气电极的合理设计提供见解。
尽管这项研究没有指出这些电池在实验室环境之外的应用方式，但明智的做法是选择一种电池技术，该技术有望至少使电动汽车与化石燃料汽车相媲美，作为未来的道路。麻省理工学院和桑迪亚国家实验室的研究人员在锂空气电池领域取得了期待已久的进展。这项研究为锂空气电池在充电过程中的电化学反应带来了新的见解。
根据spectrum.ieee.org网站5月18日的一份报告，锂空气电池的存储容量预计将达到传统锂离子电池的五到十倍，因此许多人认为他们可能已经掌握了解决问题的关键，可以将电动汽车从汽车行业的利基市场转变为更大的细分市场。
毫无疑问，电动汽车仍然是媒体报道的焦点，比如特斯拉Model S，它最近赢得了……
他是《消费者报告》历史上汽车类的最高评级。我想《消费者报告》的编辑们不会介意它425公里的续航里程或几个小时的充电时间。
为了使电动汽车更符合人们对现有化石燃料汽车的惯性期望，即在大约两分钟内续航650公里，并在充满燃料的情况下行驶接下来的650公里，那么为这些全电动汽车提供动力的电池技术必须实现一个巨大的飞跃。
尽管我们用来为电动汽车提供动力的锂离子电池一直在改进，但长期以来有一种说法是，从技术上讲，锂离子电池可能被错误地使用了。
为了使电池的性能与化石燃料相当，电池的能量密度需要达到约1000 WHr/kg。目前，我们使用的锂离子电池即使性能翻倍，也只能达到400 WHr/kg。正如美国前能源部长朱棣文所说，如果电池技术要与内燃机竞争，其储存能力必须提高到当今电池的六到七倍。
正是在这一点上，锂空气电池的储能容量是锂离子电池的十倍。但到目前为止，除了在高度受控的实验室环境中，在任何地方实现这种电池的应用仍然是一个主要问题。
在美国化学学会（ACS）杂志《纳米快报》（Nano Letters）上发表的一篇论文中，麻省理工学院和桑迪亚国家实验室的研究人员使用透射电子显微镜（TEM）深入探讨了锂-空气电池析氧反应发展中的一个难题。
正是在这种反应中，研究人员首次观察到过氧化锂（Li2O2）的氧化。过氧化锂是锂空气电池在放电过程中产生的副产品。观察表明，过氧化锂主要产生于由多壁碳纳米管制成的电池基板的界面。
在这个位置，过氧化锂阻碍了电子的流动，从而阻碍了电池的充电。然而，研究人员还发现，当电子在充电过程中穿过碳纳米管时，放电过程中形成的过氧化锂会逐渐收缩。这意味着，如果可以加速电池的电子转移，也可以提高这些电池的充电速度。
本文找出了制约电子转移的关键因素。太平洋西北国家实验室研究员肖洁说。这个例子向我们表明，基础研究可以显著提高我们在实际应用中解决问题的能力。本文提供的信息将为锂空气电池中空气电极的合理设计提供见解。
尽管这项研究没有指出这些电池在实验室环境之外的应用方式，但明智的做法是选择一种电池技术，该技术有望至少使电动汽车与化石燃料汽车相媲美，作为未来的道路。
由亚化咨询组织的第二届中国锂电池隔膜研讨会于5月9日10日在天津召开。
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