锂空气电池前景一片大好 或可超越锂电池

锂离子电池已经改变了便携式电子产业，并且正在进入电网和电动运输的能量存储。今天，世界各地的研究实验室正在寻求开发更强大，更便宜，更安全，寿命更长的超越锂离子电池。

据“自然”杂志报道，伊利诺伊大学芝加哥分校和美国能源部（DOE）阿贡国家实验室的科学家小组已经开发出了一种新型的超越锂离子电池的设计，该设计通过空中运行（因此称为“锂-空气”）在许多充电和放电循环中。联合首席研究员兼Argonne杰出研究员LarryCurtiss观察到，该团队的文章吸引了大自然，因为“其他人试图制造在空气中运行的锂-空气电池组电池，但由于循环寿命短而失败。”

“首次展示真正的锂空气电池是我们称之为”超越锂离子“电池的重要一步。”-芝加哥伊利诺伊大学助理教授AminSalehi-Khojin

过去技术的问题是，实验室测试的电池单元需要单独供应纯氧（因此称为锂-氧电池）。因此，氧气罐必须成为电池系统的一部分，由于空间需求，使其不能用于电动车辆。使用外部空气的锂空气电池消除了这个问题。

该团队新开发的电池的主要特点是用于锂金属阳极的新型保护涂层，该涂层可以防止阳极与氧气反应并因此恶化，以及允许电池在空气环境中工作的新型电解质混合物。在空气环境下的测试中，该电池在700次循环中保持了高性能，远远超过了以前的技术。芝加哥伊利诺伊大学副校长兼助理教授AminSalehi-Khojin说：“能量储存容量约为锂离子电池的三倍，通过持续研究，五倍容易实现。首次展示真正的锂空气电池是向我们所称的超越锂离子电池迈出的重要一步。“

该团队的基础科学计算研究揭示了该系统如何在空气中运行，以及哪些因素有助于提高循环稳定性。这些新知识对于科学家继续努力开发全尺寸锂空气电池应该是至关重要的。

芝加哥伊利诺伊大学的研究人员建立，测试，分析和表征了电池单元，而那些在阿贡的电池则主要负责基础科学计算研究。项目成功的关键在于使用阿贡领导计算机构（ALCF）和纳米材料中心（CNM）进行高性能计算。ALCF和CNM是位于阿贡的美国能源部科学用户设施办公室。伊利诺伊大学芝加哥分校的研究资源中心同样具有帮助。

“自然”文章将于3月22日发布，题为“锂电池在现实空气环境中具有长周期寿命”。其他阿贡作者包括材料科学部门的化学家RajeevAssary;化学科学与工程部助理化学家刘聪;材料科学部助理材料科学家巴德里·纳拉亚南（BadriNarayanan）和材料科学部的助理物理学家AnhNgo。

该研究部分由国家科学基金会，美国能源部科学办公室和伊利诺斯州提供资助。一些研究人员得到了能源存储研究联合中心，美国能源部能源创新中心和电能储存中心：量身定制的界面，美国能源部能源前沿研究中心的支持，两者都得到了该部科学办公室的支持。