金屬空氣電池技術(shù)非常有前景，或可成功取代當(dāng)前傳統(tǒng)的鋰離子電池。比鋰離子電池相比，金屬空氣電池的顯著優(yōu)勢(shì)之一是其能量密度更高，因此可增加汽車的續(xù)航里程，而這也是汽車制造商關(guān)注的重點(diǎn)。據(jù)外媒報(bào)道，西班牙巴斯克大學(xué)（UPV/EHU）研究人員在空氣電池中兩種添加劑：四丁基銨（TBA）和銫（Cs），顯著提高了電池循環(huán)，或可提高電動(dòng)汽車（EV）續(xù)航里程。

（圖片來源：UPV/EHU）

 

       UPV/EHU學(xué)和技術(shù)學(xué)院有機(jī)和無機(jī)化學(xué)系研究員Idoia Ruiz de Larramendi表示：“金屬空氣電池采用更加環(huán)保的材料，因此屬于可持續(xù)電池。該電池從空氣中獲取氧氣，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)以發(fā)電，且當(dāng)電池需要充電時(shí)再次釋放氧氣，簡(jiǎn)言之，金屬空氣電池通過消耗氧氣和釋放氧氣來工作。這也是該電池被稱為呼吸電池的原因。”

 

       Ruiz de Larramendi還表示：“金屬空氣電池不僅僅全是優(yōu)點(diǎn)，其可循環(huán)性十分有限，即僅支持較少的充放電循環(huán)。因此在此項(xiàng)研究中，我們專注于鈉空氣電池中電解質(zhì)的合理設(shè)計(jì)。當(dāng)前市場(chǎng)的大多數(shù)電池均為鋰離子電池，但鋰金屬儲(chǔ)量有限，且僅存在于少數(shù)幾個(gè)國家。因此近年來，人們開始開發(fā)鈉基電池，因?yàn)殁c金屬更豐富、更便宜和更可持續(xù)。”

 

       Idoia Ruiz de Larramendi表示：“電解質(zhì)負(fù)責(zé)為電池內(nèi)的離子提供流動(dòng)性。因此，我們的研究目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)最佳流動(dòng)性。為此，在這項(xiàng)研究中，我們使用了兩種添加劑：四丁基銨（TBA）和銫（Cs），并評(píng)估了它們?cè)谡麄�(gè)電池中移動(dòng)氧陰離子的潛力。與電解質(zhì)中的鈉陽離子相比，這兩種陽離子體積較大。通過應(yīng)用化學(xué)原理并基于理論研究，我們發(fā)現(xiàn)這兩種陽離子均可以更好地與氧陰離子結(jié)合，且適用于上述兩種環(huán)境。然而銫陽離子已被證明比TBA陽離子具有更大的潛力并且更有效，因?yàn)檠醺�容易獲得Cs電荷。通過添加銫鹽，我們可提高可循環(huán)性并實(shí)現(xiàn)了90多次充放電循環(huán)。雖然該循環(huán)目前看起來不多，但是未來應(yīng)用的重大一步。”

 

       據(jù)多學(xué)科團(tuán)隊(duì)表示：“由于采用正確的電解液，鈉空氣電池使用還可進(jìn)一步優(yōu)化。通過向電解液中添加銫鹽等簡(jiǎn)單方法，我們可以顯著提高電池的可循環(huán)性，從而實(shí)現(xiàn)具有超長(zhǎng)續(xù)航里程的新一代電動(dòng)汽車。”