固态锂空气电池研究进展

锂空气电池的理论能量密度高达3505 W·h/kg,能够实现的能量密度预计可达到600 W·h/kg,是实现续航里程达到500~800 km的电动汽车的重要动力电源体系。锂空气电池面临稳定性、效率、实用性和安全性等挑战,特别是需要具备在空气环境下工作的能力。发展固态锂空气电池能够从根本上解决实用性问题,有效解决安全性问题,同时也是提高锂空气电池稳定性的重要途径。本文对固态锂空气电池在电池结构、电极/电解液界面调控、电池成型方法以及电池性能与机理等方面的研究进展进行总结,在每一部分都围绕其对于解决锂空气电池目前所面临的SEAS主要问题的贡献和仍然存在的问题进行评述,并试图提出下一阶段的研究思路,明确固态锂空气电池的发展前景。

基于CNT的柔性自支撑锌空气电池正极研究进展

随着可穿戴智能设备的不断发展,柔性锌空气电池(FZAB)作为新一代极具应用前景的储能系统受到了广泛关注,但其二次电池的实际应用仍处于起步阶段.如何优化其柔性结构并提高电池性能是目前研究的关键与重点.碳纳米管作为新一代超级纳米材料,具有优异的导电性、柔韧性、质轻等特点,为柔性锌空气电池的发展提供了新的方向和选择.为了探究碳纳米管纤维材料在自支撑锌空气正极中的潜在应用,本文从碳纳米管的合成方法与构效关系入手,通过阐述锌空气电池的电化学工作机理与柔性化设计,总结了碳纳米管在FZAB应用中所发挥的不同作用,综述了近些年来基于碳纳米管的柔性自支撑空气正极的研究进展,讨论了目前碳纳米管与自支撑空气正极发展所面临的问题,并对未来进行了展望.旨在为纺织、纤维、材料及电子等领域的相关从业者进行柔性锌空气电池(FZAB)的研究与开发提供一定的参考与指导.

锌空气电池关键问题与发展趋势

电化学可充的锌-空气电池具有能量密度高、水系电解液安全和成本低等特点,是电能高效转换和储存的重要技术方向,无论作为动力电池用于纯电动汽车等移动交通工具,还是用于新能源发电过程储能,都具有广阔发展前景。但正极存在电极结构设计和催化剂开发问题,负极存在抑制枝晶、控制析氢和提高锌循环性能等挑战,严重阻碍了锌空气电池的商业化进程。本文详细分析了锌-空气电池的关键科学问题,尤其是关于空气电极的催化剂、电极结构、锌枝晶等问题,结合电池性能进行详尽讨论。归纳现有研究后认为:开发新型电催化剂和空气电极,发展循环寿命长、成本低的锌负极制造技术与工艺,是锌空气电池所面临的亟需解决问题和未来的发展趋势。

固体电解质在锂空气电池中的应用

锂空气电池的理论比能量高达3 505 Wh/kg,是新一代高比能电池的研发热点,有望应用于清洁能源、电动汽车及其他储能系统上。当前普遍研究的以有机电解液为基础的非水系锂空气电池存在着电解液挥发、分解以及锂负极粉化腐蚀等问题,这些问题极大地限制了锂空气电池的发展。固体电解质有高电位下稳定、不挥发、致密坚固的特点,使用固体电解质有望从根本上解决上述问题,推动锂空气电池的发展。从固体电解质的选择,固体电解质复合空气正极,电池性能等方面对近年国内外的研究进行总结,并对未来的研究方向进行展望。

高性能非水性体系锂空气电池研究进展

随着清洁能源革命的到来,以电能代替燃汽驱动汽车行驶的方式已渐渐进入人们的视野。目前电动汽车使用的锂离子电池受制于其理论比能量较低,其连续行驶距离远低于内燃机动力汽车所能达到的距离。与锂离子电池不同,锂空气电池具有极高的理论比能量,有望取代锂离子电池成为电动汽车行业的核心技术。故本文综述了近几年锂空气电池在反应机理、非水性电解液和空气正极3个方面的最新研究进展,并展望了其未来的发展趋势。