韓國(guó)科學(xué)家制造出電極，或能延長(zhǎng)鋰空氣電池的壽命

韓國(guó)科學(xué)家利用鎳鈷硫化物納米薄片，在摻雜了硫的石墨烯上，制造出電極，或能夠生產(chǎn)出長(zhǎng)壽命高容量鋰空氣電池。

蓋世汽車訊 據(jù)外媒報(bào)道，韓國(guó)大邱慶北科學(xué)技術(shù)院（DGIST）的研究人員正在改進(jìn)鋰空氣電池的性能，讓電動(dòng)汽車更加容易普及。該電池會(huì)在需要充電之前，利用氧氣延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間。在最新發(fā)表的論文中，研究人員描述了如何在摻雜了硫的石墨烯上利用鎳鈷硫化物納米薄片制造電極，從而生產(chǎn)出具有高放電容量的長(zhǎng)壽命電池。

（圖片來源：大邱慶北科學(xué)技術(shù)院）

韓國(guó)大邱慶北科學(xué)技術(shù)院的化學(xué)家Sangaraju Shanmugam表示：“采用鋰離子電池的電動(dòng)汽車的續(xù)航里程大約是300公里，意味著車輛很難往返于首爾和釜山之間，因此我們研究鋰空氣電池，因?yàn)榇朔N電池能夠存儲(chǔ)更多能量，從而提供更長(zhǎng)的續(xù)航里程。”

但是，在鋰空氣電池實(shí)現(xiàn)商業(yè)化之前，還面臨很多挑戰(zhàn)。例如，鋰空氣電池釋放能量的速度不如鋰離子電池快，意味著采用鋰離子電池的電動(dòng)汽車無需充電，就可以行駛得更遠(yuǎn)，但是必須開得非常慢。此外，此類電池不太穩(wěn)定，需要經(jīng)常更換。

Shanmugam和同事們把研究重點(diǎn)放在提高鋰空氣電池的容量上，催化鋰離子與氧氣之間的反應(yīng)，促進(jìn)能量釋放，改善充電過程。

電池有兩個(gè)電極，陽極和陰極。鋰離子和氧氣之間的反應(yīng)在鋰空氣電池的陰極上發(fā)生，Shanmugam及其團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一個(gè)由鎳鈷硫化物納米薄片制成的陰極，該納米薄片放置于摻雜了硫的多孔石墨烯上。

研究人員研發(fā)的電池顯示出高放電容量，同時(shí)在兩個(gè)多月內(nèi)，該電池的性能還保持原來一樣，容量也沒有下降。

該電池得以成功有幾個(gè)因素，首先，石墨烯中大小不一的孔隙為該化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生提供了大量的空間。此外，硫化鎳鈷催化劑薄片對(duì)此化學(xué)反應(yīng)有豐富的活性位點(diǎn)。此類薄膜還形成了一層保護(hù)層，讓電極更加堅(jiān)固。最后，石墨烯摻雜了硫，孔隙之間具有互聯(lián)性，改善了電池中電荷的傳輸。

該團(tuán)隊(duì)的下一步計(jì)劃是通過研究電極的充放電行為及其表面特征，以改進(jìn)鋰空氣電池其他方面的性能。Shanmugam表示：“一旦我們獲得了電池所有部分的核心技術(shù)，并結(jié)合起來，就有可能開始制造電池原型?！?/p>