UNIST开发突破性添加剂提高锂空气电池的效率和寿命

新能源
2025-02-23 17:54

盖世汽车讯据外媒报道，韩国研究团队发现了一种创新添加剂，可以明显提高锂空气电池的使用寿命和效率。与传统锂离子电池相比，这一进展有望使车辆续航增加一倍以上。该项研究由蔚山国立科学技术院（UNIST）Kwak Won-jin教授、亚洲大学（Ajou University）Seo Seong-eun..

盖世汽车讯据外媒报道，韩国研究团队发现了一种创新添加剂，可以明显提高锂空气电池的使用寿命和效率。与传统锂离子电池相比，这一进展有望使车辆续航增加一倍以上。该项研究由蔚山国立科学技术院（UNIST）Kwak Won-jin教授、亚洲大学（Ajou University）Seo Seong-eun教授和美国欧柏林学院（Oberlin College）Chen Shuming教授领导。

（图片来源：UNIST）

锂空气电池以其高能量密度而闻名，它使用锂阳极并以空气中的氧为阴极，其容量是传统锂离子电池的5倍。然而，这些电池面临挑战，因为在操作过程中形成活性氧簇（ROS），这会使电池组分降解并降低效率。新开发的添加剂可以解决这些挑战，这种名为BAC的氧化还原介质，即使在暴露于单线态氧（一种特别活泼的氧形式）后，也能保持稳定的3.5V充电电压水平。

这种氧化还原介质虽然仅占电池电解质重量的5%，但在决定锂空气电池的能源效率和使用寿命方面发挥着关键作用。通过降低充电所需的电压，该BAC介质可以提高能源效率并充分减少电池过载，从而延长其使用寿命。研究人员Lee Hyun-wook表示：“借助分析分子立体结构的设计方法，我们开发出这种氧化还原介质。”

该BAC介质设计包含一个连接到“α-碳”的氢原子。根据布雷特（Bredt）规则，这种配置与单线态氧的反应性较低。这种结构创新确保介质的稳定性和可逆性，在充电过程中氧释放率分别为82%和79%。相比之下，其他介质在暴露于活性氧簇时性能会明显下降。

Kwak教授强调这一进展的重要性，他表示：“锂空气电池会因活性氧簇而出现各种副反应。对于提高系统的技术水平，控制这些副反应十分重要。这项研究中使用的电解质添加剂设计工艺有望增强锂空气电池技术，并用于开发各种催化剂。”

这一突破的潜在应用不仅限于电动汽车，还有望推动需要高容量储能的不同领域发展。