美国科学家发现电子迁移限制锂-空气电池电化学氧化

摘要：

锂-空气电池的理论存储容量比传统锂离子电池要高5到10倍,这使得很多人相信锂-空气电池将是电动汽车从汽车产业中的利基市场成长为更大市场的关键.尽管锂-空气电池有着诱人的优势,但在其商业化之前,还有很多难题有待解决,包括电解液稳定性差,循环性能和倍率性能差,以及充放电效率低等问题,而这些问题很大程度上是由充电过程中的高过电压造成的.关于充电时主导Li2O2电化学氧化反应的动力学过程很少有人知道,而正是这种动力学过程阻碍了实用可充电锂-空气电池电化学性能的提高.以低倍率(低于～0.1 μA/m2)放电时会形成数百纳米级尺寸的圆盘和圆环Li2O2粒子.随着放电倍率的增大,圆盘和环形粒子会变成小的Li2O2粒子(直径小于50 nm),包覆在电极(如碳)的表面,反过来,在较高电流密度(～1 μA/cm2)时,LiO2粒子的厚度和放电容量会受到Li2O2(大量禁带宽度大于2 eV的电子绝缘体)中电子转移的制约.Li2O2较低的电子电导率可能也会在充电时限制Li2O2的电化学氧化动力性,但这种影响的大小是未知的.

机标关键词：美国、科学家、电子迁移、空气电池、电化学氧化、粒子、力学过程、充放电效率、充电、电池电化学性能、纳米级尺寸、锂离子电池、高电流密度、电子电导率、圆盘、氧化反应、循环性能、市场成长、人的优势、汽车产业

所属期刊栏目：37

分类号：TM9;O64

在线出版日期：2013-11-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共3页

页码：1499-1501