研究人員使用先進(jìn)的新顯微鏡技術(shù)可以可視化在液體環(huán)境中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，從而發(fā)現(xiàn)了鋰氧電池的新原因。鋰氧電池的能量要比為電動(dòng)汽車和手機(jī)供電的鋰離子電池多五倍。幾次充電/放電循環(huán)后，速度往往會(huì)變慢并死亡。他們?cè)凇都{米能源》雜志上報(bào)告了他們的發(fā)現(xiàn)。

副教授Reza Shahbazian-Yassar表示：“我們首次看到，鋰氧電池的液體電解質(zhì)中會(huì)生成過(guò)氧化鋰，并且會(huì)導(dǎo)致這些電池的減速和最終死亡。伊利諾伊大學(xué)芝加哥工程學(xué)院機(jī)械與工業(yè)工程專業(yè)，本論文的主要作者。“這是一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的原因，這些有前途的電池在經(jīng)過(guò)相對(duì)較少的充電/放電循環(huán)后，效率和產(chǎn)量就會(huì)急劇下降。”

鋰氧電池由于其潛在的高能量密度，多年來(lái)一直吸引著電池研究人員。但與其他電池相比，它們往往會(huì)變慢并停止相對(duì)較快地工作。這種功率損耗的原因之一是，電池內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物過(guò)氧化鋰會(huì)堆積在電池的電極上。涂層電極不再有效地起作用，最終停止產(chǎn)生能量的化學(xué)反應(yīng)。

但是現(xiàn)在，Shahbazian-Yassar和他的同事使用UIC工程研究生Kun He和Yifei Yuan開(kāi)發(fā)的一種新的透射電子顯微鏡技術(shù)，已經(jīng)在納米級(jí)證明了過(guò)氧化鋰也形成在電池的液體電解質(zhì)成分中，從而進(jìn)一步減緩了反應(yīng)速度。化學(xué)反應(yīng)。

Shahbazian-Yassar說(shuō)：“知道過(guò)氧化鋰會(huì)在電解質(zhì)本身中積累，這是一個(gè)非常重要的發(fā)現(xiàn)。” “現(xiàn)在，我們可以開(kāi)始提出想法和設(shè)計(jì)，以防止這種情況的發(fā)生或采取某些措施來(lái)維持電解質(zhì)的正常功能，從而不會(huì)干擾電池的運(yùn)行，我們可以使用新的液體顯微鏡技術(shù)看看我們是否朝著正確的方向前進(jìn)。”

Shahbazian-Yassar說(shuō)，到目前為止，鋰氧電池僅作為基于實(shí)驗(yàn)室的原型而存在，距離批量生產(chǎn)的用于公共或商業(yè)用途的鋰氧電池還有很長(zhǎng)的路要走。“鋰空氣電池在進(jìn)入主流應(yīng)用之前，有許多問(wèn)題需要克服，但是確切地知道問(wèn)題是將這些極高能量密度的電池商業(yè)化的重要第一步。”