锂空气电池的潜在用途

金属空气电池技术

金属空气电池，尤其是锂空气电池的发展引起了人们的广泛关注，并引起了人们的广泛关注。

锂空气电池是以金属锂为负极，空气中的氧为正极活性物质，通过锂与氧的电化学反应，完成电能与化学能的相互转换。该电池的理论能量密度约为3500瓦时/公斤，是锂离子电池的10倍，接近汽油。着眼于锂空气电池的潜在用途，世界各国都开展了相关的研究工作。IBM一直致力于其电池500项目，该项目旨在结束电动汽车一次充电可行驶500英里的政策。而旭硝子等日本公司的参与将促进gap和电解质的研究。

锂空气电池并不是一个新概念;它是由洛克希德公司的研究人员在1976年首次提出的。1996年，Abraham等人提出了有机电解液体系，开创了锂空气电池研究的新局面。目前，对锂空气电池的研究重要集中在正极，这直接选择了电池的用途。在能量密度方面，最具代表性的是石墨烯材料。美国西北太平洋国家实验室(Pacificnorthwestnationallaboratory)的研究人员制造出了一种具有气泡状结构的层状石墨烯材料，最终的放电比容量约为1.5万毫安时/克，远远大于现有的锂离子电池。

然而,生成的含氧产品在锂空气电池的充电和放电过程和碳材料与电解液发生反应,导致许多副产品的一代(碳酸锂等),这将大大影响电池的循环过程,是限制其开放的瓶颈问题。Bruce等将多孔金和碳化钛应用于正电极，可用于抑制副反应，100循环的存留率大于95%。

高能量密度是锂空气电池的重要优点，循环的稳定性是其技术关键和面对的问题。另一方面,金属锂的净化,树突克制的过程中锂阳极保护和充放电,催化活性高的组件的发展正电极,氧气选择性渗透膜和集成技术的电池结构设计都是要处理的问题的实际过程。