鋰空氣電池的性能

空氣電池這是一種由日本產(chǎn)業(yè)技術綜合研究所與日本學術振興會（JSPS）共同開發(fā)出的一種新構造的大容量鋰空氣電池。

理論上可實現(xiàn)大容量的鋰空氣電池作為新一代大容量電池而備受矚目。不過此前的鋰空氣電池存在正極蓄積固體反應生成物，阻隔了電解液與空氣的接觸，導致停止放電等問題。

負極（金屬鋰）采用有機電解液，正極（空氣）方面則使用水性電解液，兩極由固體電解質(zhì)隔開，以防止兩電解液發(fā)生混合。由于固體電解質(zhì)只通過鋰離子，因此電池的反應可無阻礙地進行。正極的反應生成物具有水溶性，不出現(xiàn)固體物質(zhì)。實驗證明該電池可持續(xù)放電50000mAh/g（空氣極的單位質(zhì)量）。

該技術極有望用于汽車電池。假如在汽車用支架上更換正極的水性電解液，用卡盒等方式補充負極的金屬鋰的話，汽車可實現(xiàn)持續(xù)行駛且無需充電等待時間?？梢詮挠眠^的水性電解液中輕松提取金屬鋰，鋰能夠反復使用?？梢哉f是用金屬鋰作為燃料的新型燃料動力電池。

鋰離子電池目前已經(jīng)開始在電動汽車上應用，為了實現(xiàn)長距離行駛，作為蓄電池時的高性能化和低成本化備受期待。但目前的鋰離子電池受制于電池容量很難實現(xiàn)長距離行駛，要實現(xiàn)長距離行駛必須在汽車上配備大量的電池，因此存在車體價格大幅上升的問題。

要實現(xiàn)電動汽車的普及，能源密度需達到目前的約6～7倍。因此，理論上能源密度遠遠大于鋰離子電池的金屬鋰空氣電池備受關注。由于鋰空氣電池的正極使用空氣中的氧做活性物質(zhì)，理論上正極容量無限大，因此可實現(xiàn)大容量。

鋰空電池的優(yōu)缺點

鋰空氣電池的理論比能量為11430Wh/kg（排除O2重量），與汽油的比能量相近。因而，鋰空氣電池系統(tǒng)實際比能量預計能夠達到1700Wh/kg。近十年，特別是最近幾年，鋰空氣電池正在被廣泛的研究，也報道了許多重要的實驗結果，但最高的電池實際能量密度僅比鋰離子電池高一些。因而提高電池的能量密度和倍率性能來實際應用于未來領域還要更多的突破性進展。

與其他電池相比，鋰空氣電池有比能量高、成本低廉、可充放性、環(huán)境友好等。但是，關于有機體系，在空氣電極、電解液、催化劑等方面已經(jīng)有了一定認識，但還存在著一些重要的問題，如放電性能、能量效率、催化劑、空氣電極設計、都是鋰空氣電池體系的關鍵科學問題。這些這些問題的解決將會推動鋰空氣電池走向實際的應用。