锂空气电池有什么?
锂空气电池是一种用锂作阳极,以空气中的氧气作为阴极反应物的电池。锂空气电池比锂离子电池具有更高的能量密度,因为其阴极(以多孔碳为主)很轻,且氧气从环境中获取而不用保存在电池里。其实,锂空气电池就是金属燃料动力锂电池,通俗地来说就是用金属锂做负极,氧气做正极的一种锂离子电池。锂空气电池的优势在于比能量高(比能量,简单地理解就是单位质量的电极材料参与反应时放出电能的大小),理论上接近了汽油。
虽然锂空气电池比能量高,但是它的缺点就是反应可逆性差,要催化剂。这里所说的2D材料也叫做二维材料。用它们做催化剂的时候,能够提高电池内部的化学反应速率,使锂空气电池的效率更高、充电能力更强,电池保存能量的能力和供应能量的能力被大大提升了。
放电过程:阳极的锂释放电子后成为锂阳离子(Li+),Li+穿过电解质材料,在阴极与氧气、以及从外电路流过来的电子结合生成氧化锂(Li2O)或者过氧化锂(Li2O2),并留在阴极。锂空气电池的开路电压为2.91V。
锂空气电池原理有什么
锂空气电池采用锂作为负极活性材料,采用多孔的气体扩散层电极作为正极材料,按电解质体系紧要分为有机电解液体(非水性电解液体系)、水性电解液体系、混合电解液体系和全固态电解质体系。
4Li+O2+2H2O→4LiOH(1-1)
放电过程中Li、H2O和O2被消耗,在Li表面生成了一层保护膜而妨碍电化学反应的快速进行。在开路或低功率的状态下,Li的自放电率很高,并伴随着Li的腐蚀反应:
Li+H2O→LiOH+1/2H2(1-2)
在水系电解液中,金属Li极易和水反应,因此对锂离子隔膜的阻水性有很高要求,目前还没有商业化的产品。综合考虑实用性和安全性,水系锂空气电池并非最终实际使用的首选。