新型锂—空气电池研究取得重要进展

日前，我国科学院长春应化所研究员张新波课题组在锂空气电池研究方面取得一系列重要进展。张新波课题组通过抑制锂空气电池电解液分解，调控空气电极固液气三相界面以及优化锂空二次电池体系与结构，成功将锂空气电池循环寿命从目前文献报道的最长100次大幅提高至500次。相关研究结果发表在《先进功能材料》和《化学通讯》上。电池比能量不足严重制约了电动汽车的发展。锂空气二次电池因具有比现有锂离子电池高出1～2个数量级的理论比能量，是最能够取代汽油的电池种类。然而受限于电解液和空气电极等性能的严重不足，现有锂空气电池存在能量转化效率低、倍率性能差和循环寿命短等亟待解决的难题。

张新波团队基于对现有电解液分解机理的认识，首次将亚砜（DMSO）和砜（TMS）应用于锂空气二次电池中。该团队还提出了石墨烯一体化空气电极的概念，成功地在泡沫镍基体中构筑了三维多孔石墨烯，使得所制备的锂空气电池表现出优异的倍率性能。此外，他们通过借助和发挥稀土钙钛石型复合氧化物优异的电催化性能，进一步大幅提高了能量转化效率和倍率性能。

在以上研究成果的基础上，该团队通过优化锂空二次电池体系与结构，首次设计和开发出可实用化并拥有自主知识产权的锂空气二次电池电池组。