（圖片來源： NIMS ）

 

       據(jù)外媒報道，日本國立材料研究所NIMS和SoftBank發(fā)現(xiàn)，影響高能量密度鋰空氣電池循環(huán)壽命的主要影響因素為電解液體積與電極的面積比。 據(jù)悉，該研究團(tuán)隊開發(fā)出一項技術(shù)，可用于量化電池電化學(xué)反應(yīng)中形成的產(chǎn)物和氫的使用量，從而精確評估反應(yīng)物和產(chǎn)物之間的整體平衡。

 

       鋰空氣電池重量輕，且能量密度高（理論上為鋰離子電池能量密度的好幾倍），有望成為未來的終極充電電池。因此，它可能會被應(yīng)用于多項技術(shù)領(lǐng)域，如無人機(jī)、電動汽車和家用電力存儲系統(tǒng)等。NIMS-SoftBank先進(jìn)技術(shù)開發(fā)中心成立于2018年，一直致力于鋰空氣電池研究，努力推進(jìn)該電池在各種技術(shù)中的實際應(yīng)用，包括移動電話基站、物聯(lián)網(wǎng)和高空臺站（HAPS）。

 

       延長電池循環(huán)壽命至關(guān)重要。但對于鋰空氣電池的循環(huán)壽命大多數(shù)評估都集中在單個電池組件（如電極材料），只有少量研究實際制造功能性高能量密度鋰空氣電池及評估循環(huán)壽命。此外，對電池電化學(xué)反應(yīng)涉及到的物質(zhì)（如作為正極活性材料的氧氣和氣態(tài)副產(chǎn)物）進(jìn)行定量測量的方法也比較少。因此，研究人員無法對反應(yīng)物和產(chǎn)物之間的總體平衡進(jìn)行測量，從而無法確定影響電池循環(huán)壽命的主要因素，導(dǎo)致鋰空氣電池的應(yīng)用研發(fā)進(jìn)程緩慢。

 

       近期，該研究小組研發(fā)了一項新技術(shù)，可以量化電化學(xué)反應(yīng)中使用的氧氣以及在充電和放電循環(huán)中產(chǎn)生的氣體和揮發(fā)性物質(zhì)。隨后，該團(tuán)隊使用該技術(shù)對高能量密度鋰空氣電池（由NIMS-SoftBank先進(jìn)技術(shù)開發(fā)中心開發(fā)）內(nèi)部發(fā)生的復(fù)雜電化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行精確分析，發(fā)現(xiàn)鋰空氣電池的循環(huán)壽命主要受電解液體積與電極面積比的影響。這意味著未來可以通過保持電解液恒定情況下，減小電極的面積來延長電池循環(huán)壽命。但是，減小電極面積會降低電池能量密度。因此，在設(shè)計電池和評估電池材料時，研發(fā)人員還需要優(yōu)化比率參數(shù)，才能加快鋰空氣電池應(yīng)用研發(fā)進(jìn)程。

 

       未來，研究小組計劃將探索可減少電池電化學(xué)反應(yīng)副產(chǎn)物的方法，從而使鋰空氣電池盡快投入實際應(yīng)用。