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碘化鋰及鋰空氣電池技術(shù)
閱讀：2408 發(fā)布時(shí)間：2017-8-21麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員與豐田歐洲研發(fā)團(tuán)隊(duì)的一位同事進(jìn)行了縝密的測(cè)試，力圖在一定程度上解決碘化鋰（lithium iodide，LiI）電池材料及與鋰-空氣電池（lithium-air battery）相關(guān)的技術(shù)難題，例如：該材質(zhì)難以維持多次充放電周期。但研究結(jié)果中存在矛盾之處，使研究人員對(duì)該材料的適用性產(chǎn)生疑問(wèn)。盡管試驗(yàn)結(jié)果表明，該材料可能終究不是太適用，但該項(xiàng)研究為克服碘化鋰材料的瑕疵及尋找替代性材料提供了指導(dǎo)意見(jiàn)。
相較于鋰離子電池，鋰空氣電池的工作原理不盡相同，鋰離子與活性氧發(fā)生反應(yīng)，在多孔電極（porous cathode）內(nèi)部生成過(guò)氧化鋰（lithium peroxide，Li2O2）聚合物。由于電極材料的容量難以容納大量的過(guò)氧化鋰，導(dǎo)致其比能量（specific energy）受限。
該團(tuán)隊(duì)采用不同方法，關(guān)注碘化鋰在鋰空氣電池放電過(guò)程中所發(fā)揮的作用。他們隨后又采用了紫外線光譜及可見(jiàn)光光譜（ultraviolet and visible-light spectroscopy）及其他技術(shù)研究電池的化學(xué)反應(yīng)。在存在碘化鋰及水的情況下，在上述研究進(jìn)程過(guò)程中產(chǎn)生了氫氧化鋰（lithium hydroxide，LiOH），而非過(guò)氧化鋰。
碘化鋰可提升水的反應(yīng)性（reactivity），且更易損失質(zhì)子（protons），促進(jìn)了電池內(nèi)氫氧化鋰的形成，干擾了充電過(guò)程。據(jù)觀察結(jié)果表明，研究團(tuán)隊(duì)已發(fā)現(xiàn)對(duì)相關(guān)化學(xué)反應(yīng)的抑制方法，或能提升碘化鋰等化合物的表現(xiàn)。
該研究論文的聯(lián)合作者Graham Leverick表示：“該研究或?qū)檫x擇碘化鋰替代性化合物材料指明道路，有助于抑制電極表面不必要的化學(xué)反應(yīng)。”
該項(xiàng)研究獲得了豐田歐洲、Skoltech旗下電化學(xué)能量?jī)?chǔ)存中心（Center for Electrochemical Energy Storage）的支持，其研究設(shè)備得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（National Science Foundation）的支持。