日本科學技術振興機構(JST)是2015年9月2日,陳明煒教授課題組東北大學原子分子材料科學高等研究機構(AIMR)是一個典型的鋰離子電池的六倍以上電容量有,該公司宣布,它已成功地在鋰空氣電池,可反复使用100次以上的發展。通過在電動汽車使用這種鋰空氣電池,它被稱為擴展里程500〜600公里。
EV但預計將下一代車輛,它的每一個電荷的引為對於傳播的挑戰之一里程。它是約200公里可以在離子電池用於當前EV鋰的電容運行。
然後,它是鋰 - 空氣電池,其實際使用被期待作為與更多的電容的二次電池中的一個。這種電池是由鋰離子電池不同,不使用鈷和錳基化合物至陰極,並只操作鋰金屬,電解質和空氣(圖1),5-8倍的電的鋰離子電池它是能夠達到的容量。
鋰空氣電池是在電極材料和催化劑顯影響應於化學反應在充電和放電中,已經開發了各種金屬和碳材料在國內外的競爭。Chen和他的同事們的組,而不是某些含水系統中,如燒成直至本的風險,促進了關注,研究了納米多孔正電極材料的穩定的非水性鋰空氣電池的性能(圖2)這是。
該研究小組已經具有高的電導率,通過使用納米多孔石墨烯孔隙率達到99%時作為正極,的鋰離子電池的市售(8300mAh / g)的至少30倍的電容量它已成功地開發具有的電極材料。但充電時的過電壓低,非常高的能量利用效率,倒入約50%已被實際應用的一個障礙。
以達到72%的能量利用效率
此時,在同一研究組新的陰極材料,氧化釕,開發一個氮Dopunano多孔石墨電極夾在中間的石墨烯的納米顆粒用在鋰 - 空氣電池(圖3)。用納米多孔石墨烯此比表面積大,而不會損害孔隙率和導電性,高的電容量(2000mAh的/ g)和充電電壓(4.0V或更小)同時達到這一點。
它再進行充電和鋰空氣電池的放電,氮Dopunano多孔石墨烯具有每電極高達8000mAh單位重量的電容量時,完全放電反复試驗。在這種情況下,在定影每電容2000mAh的電極單位重量的被發現具有耐久性能夠執行100次以上的充放電的。
實驗改變充電和放電,比鋰空氣電池的常規的快速充電速度期間的電流密度進一步的結果,表明在72%的上述大大常規的50%的能量效率。
JST對於這一結果,大容量的結果,一直朝向實用化的高效率的鋰空氣電池的正電極材料的一個重要的成就。且成本高,因為它使用了一個,而在少量貴金屬釕,而催化劑,在充電期間的問題,如大的過電壓的在左邊。調研組在未來,但實際的政策,繼續開拓公司新開發的電極。
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