11 月 28 日消息，中國新聞網(wǎng)于 11 月 26 日發(fā)布博文，報道稱中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)特任教授談鵬團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了突破鋰氧氣電池容量瓶頸的關(guān)鍵因素，相關(guān)成果發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。

項目背景

鋰氧氣電池因其超高的理論能量密度，長期以來被認(rèn)為是未來能源存儲的革命性技術(shù)。

近年來，研究人員在鋰氧氣電池的高倍率性能和穩(wěn)定性方面取得了諸多進(jìn)展，但實(shí)際容量遠(yuǎn)沒有達(dá)到理論值，主要原因在于多孔正極內(nèi)空間利用率不足。

其中，相變、傳質(zhì)及法拉第反應(yīng)的復(fù)雜耦合以及對電極內(nèi)部精確表征的技術(shù)限制，為揭示正極過程、突破容量瓶頸帶來挑戰(zhàn)。

項目介紹

解決上述問題的關(guān)鍵是建立放電產(chǎn)物過氧化鋰微觀行為和電化學(xué)性能的聯(lián)系。在此次研究工作中，為了排除溶劑、催化劑等因素對過氧化鋰行為的影響，研究人員通過改變鋰離子濃度調(diào)節(jié)初始動力學(xué)狀態(tài)。

研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，通過改變鋰離子濃度，調(diào)控傳輸與成核動力學(xué)之間的匹配程度，可以顯著提升鋰氧氣電池的放電容量。

通過可視化電極和跨尺度數(shù)學(xué)模型，研究團(tuán)隊進(jìn)一步探究了過氧化鋰分布特性。在 0.5 摩爾每升電解液中，過氧化鋰顆粒呈現(xiàn)逆氧氣梯度分布，標(biāo)志著成核與傳輸動力學(xué)達(dá)到最佳平衡，從而實(shí)現(xiàn)最大放電容量。