汽車鋰空氣電池技術(shù)解析

　　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(fā)出一種空氣鋰電池技術(shù)，在保持當前車載電池體積重量以及成本控制基礎(chǔ)上，讓電池一次充電能夠維持車輛至少805公里的續(xù)航里程，和當前電動車續(xù)航里程相比較，整整提高了五倍。

　　IBM空氣鋰電池的結(jié)構(gòu)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(zhì)，其中靠近鋰金屬電板一側(cè)的電解質(zhì)負責接收由鋰金屬板釋放的鋰離子，而靠近碳層一側(cè)的電解質(zhì)則負責把接收到的鋰離子更好地滲透至碳層。兩種電解質(zhì)中間有阻擋膜，用以阻止不同層面物質(zhì)之間的相互滲透與污染。

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

　　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(yīng)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(zhì)的隔壁，因此不存在與負極的鋰金屬發(fā)生反應(yīng)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。