它可以作为电池市场的一个真正的突破,并可能成为运输和重型车辆(如飞机、火车甚至潜艇)的一场革命。
这种新的电池可以维持1000多个充电周期,而能量效率只下降了5%,对库仑效率的影响为零。这意味着所有的初始电池材料仍然是活跃的,在充电/再充电周期中没有不可逆的副反应。
伊利诺伊理工学院的研究人员构思的设计使用了基于陶瓷-聚氧化乙烯复合材料的固体电解质,与液体电解质相比,它更安全、更高效。作为固体电解质的陶瓷和聚合物材料在单独使用时有其自身的缺点,但当它们结合在一起时,可以同时提供陶瓷的高离子传导性和聚合物的高稳定性。
这种复合电解质能够在室温下工作,这对于锂空气电池来说是第一次。据伊利诺伊理工大学化学工程系助理教授穆罕默德-阿萨迪说,固态电解质"贡献了总能量密度的75%左右"。仍有进一步改进的余地,通过在不影响性能的情况下尽量减少厚度,新的设计可以实现"非常非常高"的能量密度。
锂空气电池有可能每公斤储存一千瓦时或更高的能量,这比目前的锂离子技术高出四倍。刊登在《科学》杂志的文章说,基于氧化锂(Li2O)形成的锂空气电池,理论上可以提供"与汽油相当"的能量密度。
展望未来,阿萨迪计划与私营企业伙伴合作,尝试并优化设计,以便制造。该研究人员说,新的技术突破为实际将锂空气电池推向市场打开了"一扇巨大的可能性之窗"。