 “圣安德鲁斯空气电池”STAIR电池原理图。(自英国工程及物理科学研究委员会EPSRC) |
利用空气是否是让锂电池寿命更长久的解决之道呢?日前,英国苏格兰圣安德鲁斯大学(St. Andrews University)的彼得·布鲁斯(Peter Bruce)教授研究出一种新型“空气燃料”多次充电型锂电池;该电池的储电量大约是目前普通锂电池的10倍。
一般手机或笔记本电脑中的普通锂电池,是由有机电解质的石墨负电极和锂氧化钴正电极组成。充电时,锂离子离开正电极,而充电后,随着锂电池的使用,锂离子渐渐回到正电极。电子在外部电路中流动,从而产生有用电能。
已投身能源材料研究20年的布鲁斯教授表示:“我意识到当前锂电池技术的局限性,亟待新的锂电池技术出现。”
布鲁斯教授的研究团队正在开发一种新型由多孔碳材制成的正电极,这种想法受到了锌空气(Zinc-air)电池中的“空气电极”的启发。在一截锂电池中,空气电极能量密度要比普通材料电极高出10倍。尽管氧气仍是放电反应过程的一部分,但现在氧气却从电池表面被吸取,然后在碳电极内部,与锂离子以及氧化锰催化剂一起发生反应。
对于这类“圣安德鲁斯空气电池”(Stair, St Andrews Air cell),布鲁斯教授表示:“我们的突破在于,我们把空气中的氧气当成反应物,而不是需要在电池内部将化学物移来移去。不仅这一过程没有消耗成本,而且这其中的碳组成部分比现有电池技术更为廉价。”
英国巴斯大学(University of Bath)的塞夫尔·伊斯兰(M Saiful Islam)教授认为,这一研究发现“前途无量”。他说:“多次充电型锂电池的进步,对于道路交通的电气化(包括油电混合动力车、插入式混合动力车以及纯电力汽车)来说意义重大,它可以帮助减少二氧化碳排放,而且对于下一代便携式电子设备也意义非凡。”
该项空气燃料锂电池研究得到了英国工程和自然科学研究委员会(The Engineering and Physical Sciences Research Council)的资助,项目耗时大约四年,预计将于2011年结束。目前,该项目已经完成了“圣安德鲁斯空气电池”的原型,计划将锂电池的容量提高5到10倍。
研究小组正朝着制作适合手机和MP3播放器使用的小型锂电池原型方向努力。布鲁斯教授可能也已经得到了来自各方的支持。
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