西北工業(yè)大學(xué)等 鋰—二氧化碳電池續(xù)航能力提升近7倍

西北工業(yè)大學(xué)納米能源材料研究中心謝科予團(tuán)隊研制出同等體量續(xù)航能力提升近7倍且材料更加環(huán)保的鋰—二氧化碳電池。相關(guān)研究成果發(fā)表于《先進(jìn)材料》《先進(jìn)能源材料》。

據(jù)謝科予介紹，與目前已經(jīng)大量商業(yè)化應(yīng)用的鋰電池相比，鋰—二氧化碳電池最大的優(yōu)勢就是具有更高的能量密度。實驗數(shù)據(jù)顯示，其容量比是鋰電池的7倍多，假設(shè)現(xiàn)在使用的手機(jī)電池可以續(xù)航3天，未來使用同等重量、同等體積的鋰—二氧化碳電池或許可以使用21天甚至更久。此外，鋰—二氧化碳電池利用二氧化碳?xì)怏w提供電能，在整個能量轉(zhuǎn)換過程中，比傳統(tǒng)的鋰電池更加綠色環(huán)保。在一些二氧化碳濃度高的特定環(huán)境中，比如火星表面、深地深海等極端環(huán)境等，使用鋰—二氧化碳電池進(jìn)行探索，可以“就地取材”。

在材料方面，謝科予團(tuán)隊和新加坡國立大學(xué)教授Loh Kian Ping 合作，共同設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的共價有機(jī)框架，他們首次將其作為氣體電池擴(kuò)散層引入鋰—二氧化碳電池中，有效提高了電池的充放電循環(huán)效率，并極大地緩解了電池充放電過程中傳質(zhì)速度慢等問題。

“后續(xù)我們可能會圍繞鋰金屬負(fù)極方面做一些保護(hù)，更好地提高電池循環(huán)效率。”團(tuán)隊成員周麗嬌說。除此以外，團(tuán)隊未來還試圖用固體聚合物替代現(xiàn)有的電解液，為鋰—二氧化碳電池提供更多應(yīng)用場景。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/adma.201905879

https://doi.org/10.1002/aenm.201901806