深圳长石新能源科技有限公司石墨烯在锂空气

深圳长石新能源科技有限公司:石墨烯在锂空气电池中的应用

什么是锂空气电池?

锂离子电池具有能量密度高、可逆容量大、开路电压大、使用寿命长等特点。在对锂离子电池电极材料的研究过程中,一些碳元素的同素异形体及混合物可以作为导电性能优良的稳定材料,常被用于开发新型锂离子电池负极材料的研究。

石墨烯由于其质量轻、导电性好、韧性高等优势成为材料研究层面的一大突破。年,Geim等人首次通过机械剥离法制得单层石墨烯,并发现了其特殊的电学、力学性质,其在锂离子电池电极材料的应用也引起了人们的重视。

在锂空气电池中,金属锂可以直接与空气中的氧气发生反应,因此其理论能量密度可以达到Wh/kg,是现有锂电池系列中最高的一类。

锂空气电池在非水系电解液中主要通过以下可逆循环反应释放能量:

而在水系电解液中,主要通过以下反应来释放能量:

02影响锂空气电池性能三点因素

锂空气电池超高能量密度确实很诱人,但是其研究中仍需面对很多的挑战,综合来讲,影响锂空气电池性能发挥的主要因素可以归为以下三点:

(1)催化剂

锂空气电池放电过程中形成的不导电的Li2O2固体覆盖在空气电极表面,导致充电过程中会产生很大的极化现象,不仅导致较低的能量效率,还会影响碳酸盐基电解质的稳定性;催化剂能有效降低析氧反应(OER)过电势,因此开发有效的催化剂对锂空气电池的循环性能的提高至关重要。

(2)空气电极的结构

研究表明空气电极的比表面积和孔尺寸对锂空气电池性能发挥有重要作用。

(3)电解液的稳定性

锂空气电池目前主要采用常规的锂离子电池电解液,如锂盐的碳酸脂溶液。但在研究中发现,循环过程中此类电解液容易分解,导致电池循环性能下降。因此,寻找新一类电解液成为提高锂空气电池性能的一个关键因素。

03石墨烯在锂空气电池中的应用

石墨烯作为一种由石墨制备的新型碳质材料,单层或者薄层石墨(2~10层的多层石墨烯)在化学电源里的应用潜力也备受


转载请注明:http://www.ybziw.com/hbwh/12837.html

当前时间: