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UNIST開發突破性添加劑提高鋰空氣電池的效率和壽命

文章來源：新能源網更新時間：2025-02-24 15:09:17

據外媒報道，韓國研究團隊發現了一種創新添加劑，可以明顯提高鋰空氣電池的使用壽命和效率。與傳統鋰離子電池相比，這一進展有望使車輛續航增加一倍以上。該項研究由蔚山國立科學技術院（UNIST）Kwak Won-jin教授、亞洲大學（Ajou University）Seo Seong-eun教授和美國歐柏林學院（Oberlin College）Chen Shuming教授領導。

（圖片來源：UNIST）

鋰空氣電池以其高能量密度而聞名，它使用鋰陽極并以空氣中的氧為陰極，其容量是傳統鋰離子電池的5倍。然而，這些電池面臨挑戰，因為在操作過程中形成活性氧簇（ROS），這會使電池組分降解并降低效率。新開發的添加劑可以解決這些挑戰，這種名為BAC的氧化還原介質，即使在暴露于單線態氧（一種特別活潑的氧形式）后，也能保持穩定的3.5V充電電壓水平。

這種氧化還原介質雖然僅占電池電解質重量的5%，但在決定鋰空氣電池的能源效率和使用壽命方面發揮著關鍵作用。通過降低充電所需的電壓，該BAC介質可以提高能源效率并充分減少電池過載，從而延長其使用壽命。研究人員Lee Hyun-wook表示：“借助分析分子立體結構的設計方法，我們開發出這種氧化還原介質。”

該BAC介質設計包含一個連接到“α-碳”的氫原子。根據布雷特（Bredt）規則，這種配置與單線態氧的反應性較低。這種結構創新確保介質的穩定性和可逆性，在充電過程中氧釋放率分別為82%和79%。相比之下，其他介質在暴露于活性氧簇時性能會明顯下降。

Kwak教授強調這一進展的重要性，他表示：“鋰空氣電池會因活性氧簇而出現各種副反應。對于提高系統的技術水平，控制這些副反應十分重要。這項研究中使用的電解質添加劑設計工藝有望增強鋰空氣電池技術，并用于開發各種催化劑。”

這一突破的潛在應用不僅限于電動汽車，還有望推動需要高容量儲能的不同領域發展。

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