锂-空气电池金属锂负极的保护
作者单位：中国科学院长春应用化学研究所
会议名称：《中国稀土学会2021学术年会》
会议日期：2021年
关 键 词：锂空气电池 金属锂负极 负极保护 稀土基锂-空气电池展望
摘 要：锂-空气电池的理论能量密度高出现有电池体系1-2个数量级,有望使电动汽车突破续航里程短的瓶颈,是极具前景的下一代高比能电源系统。目前,对锂-空气电池的研究主要集中在空气正极、电解液和反应机制上,而作为唯一能使锂-空气电池充分发挥其能量密度优势的金属锂负极却未能引起足够的重视。由于锂-空气电池的半开放特性,锂负极除了面临其固有的枝晶生长和体积膨胀问题外,还会被氧气、水、中间产物等腐蚀,导致活性锂损失及电极粉化,严重影响电池性能的发挥。针对此,我们发展了三维限域(引入三维多孔石墨烯限域骨架)、界面修饰(原位形成钝化保护层)、电解液/质调控(锂离子溶剂化结构调控、固态电解质表面修饰)等多种金属锂负极保护策略,有效地抑制了锂负极的枝晶生长和副反应发生,实现了锂-空气电池性能的大幅提升。进一步,我们将以所获得的实验数据为理论支撑,充分发挥稀土基氧化物的氧化还原特性与物理钝性,重点发展新型稀土基锂-空气电池体系,推动锂-空气电池的研发与应用。