汽車鋰空氣電池技術解析

時間：2015-05-22 20:43:59 來源：中國能源網 點擊量：311

　　早在豐田氫燃料電池汽車(MIRAI)推出之前，IBM公司就推出了自己的汽車空氣鋰電池。早在2009年，IBM就提出Battery500Project這個計劃，旨在研發出一種空氣鋰電池技術，在保持當前車載電池體積重量以及成本控制基礎上，讓電池一次充電能夠維持車輛至少805公里的續航里程，和當前電動車續航里程相比較，整整提高了五倍。

IBM空氣鋰電池的結構如圖所示，陽極為鋰金屬板，陰極為表面碳層，中間有兩層電解質，其中靠近鋰金屬電板一側的電解質負責接收由鋰金屬板釋放的鋰離子，而靠近碳層一側的電解質則負責把接收到的鋰離子更好地滲透至碳層。兩種電解質中間有阻擋膜，用以阻止不同層面物質之間的相互滲透與污染。

在負極(金屬鋰)一側使用有機電解液，在正極(空氣)一側使用水性電解液。在兩種電解液之間設置只有鋰離子穿過的固體電解質膜，將兩者隔開。這樣便可防止電解液混合，并促進電池發生反應。

負極用電解液組合使用的是含有鋰鹽的有機電解液。雖然不能棄用有機溶媒，但卻限定了使用方法。正極用水性電解液使用堿性水溶性凝膠，與微細化后的碳和低價氧化物催化劑形成的正極組合。

在鋰-空氣電池中，由于放電反應生成的并非是固體的Li2O，而是容易溶解在水性電解液中的LiOH(氫氧化鋰)。氧化鋰在空氣電極堆積后，不會導致工作停止。水及氮等也不會穿過固體電解質的隔壁，因此不存在與負極的鋰金屬發生反應的危險。而且，在充電時，如果配置充電專用的正極，還可防止充導電致空氣電極的腐蝕和老化。