日本jst網(wǎng)站2015年9月2日刊文，日本科學(xué)技術(shù)振興機構(gòu)(JST)與日本東北大學(xué)原子分子材料科學(xué)高等研究機構(gòu)(AIMR)提出：大容量蓄電可能的“鋰空氣電池”用電極材料的開發(fā)——納米多孔石墨烯與釕系催化劑成為關(guān)鍵。
成功開發(fā)出了具備普通鋰離子電池6倍以上的電容量且能夠100次以上重復(fù)使用的“鋰空氣電池”;實現(xiàn)了由高性能多孔質(zhì)石墨烯和催化劑所導(dǎo)致的長壽和大容量“鋰空氣電池”;可實現(xiàn)電動汽車一次充電行駛500公里以上的“鋰空氣電池”。
作為日本JST戰(zhàn)略創(chuàng)造研究推進(jìn)事業(yè)的一環(huán)，日本東北大學(xué)原子分子材料科學(xué)高等研究機構(gòu)(AIMR)的陳明偉教授組成的研究小組開發(fā)出了具有三維結(jié)構(gòu)的納米多孔石墨烯的高性能鋰空氣電池。
現(xiàn)在電動汽車中所使用的鋰離子電池的電容量一次充電僅能行駛200公里左右。因此，要想使得一次充電能行駛的距離有飛躍性地延伸就需要開發(fā)新型大容量的蓄電池。
近年來被關(guān)注的新型可充電電池中就有“鋰空氣電池”。這種電池與鋰離子電池不同，電池的正極材料不使用鈷系或錳系化合物，而是使用鋰金屬，僅在電解液與空氣中工作，能夠得到鋰離子電池5~8倍的電容量。
陳明偉教授的研究小組在這種鋰空氣電池的正極材料中新開發(fā)出了多孔質(zhì)的石墨烯材料，這種材料的電極具有單位重量2000mAh的電能，且成功開發(fā)出了可具有100次以上反復(fù)充放電的鋰空氣電池。正極所使用的多孔質(zhì)石墨烯材料既具有了石墨烯的導(dǎo)電性又具有很大的空隙，成為可實現(xiàn)大容量電池的電極材料。目前，還存在將少量貴金屬作為催化劑使用以及充電時的過電壓較大等的課題;但是將試驗結(jié)果換算成電動汽車行駛的距離則顯示出每一次充電可行駛500～600公里的結(jié)果。今后，期待著進(jìn)一步改善達(dá)到實用的電容量和壽命。上述研究成果于德國當(dāng)?shù)貢r間2015年9月1日發(fā)表于“Advanced Materials”的在線版上。
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