剑桥大学的化学家近期向媒体高调宣布了在锂氧电池发展领域中的一项突破性进展,发表在Science期刊的文章也阐述了石墨烯如何改善锂氧电池的容量、能效以及稳定。这种新型锂氧电池的理论能量密度是目前广泛应用在移动设备中的锂离子电池能量密度的十几倍。

与目前最先进的可再充电电池相比,锂氧电池具有非常明显的优点。但在大功率应用中实现目前可行的具有选择性的技术之前,锂氧电池的发展仍颇具挑战。剑桥的研究人员在锂氧示范电池中使用了一种多孔的石墨烯电极,取代了常用的石墨电极。
剑桥大学研发的锂氧电池与之前的无水锂空气电池在化学机制方面有很大的不同。因为加入了碘化锂,锂氧电池中化学反应明显较低,而这些化学反应会使电池退化。所以剑桥大学研发的电池在多次充电和放电循环中展示了更好的稳定性。研究者已经将充电与放电的压差降低到0.2伏特,而压差越小,电池的能效越高。早前在锂空气电池上的尝试只把压差控制在0.5到1.0之间,然而0.2伏特更接近于锂离子电池的压差值,能效为93%。
项目组领头人Clare Grey说:“我们得到的实验成果无疑对这项技术是一个巨大的推动,虽然我们还未解决所有化学方面固有的问题,但我们的结果为实际中电池设备的向前发展指明了方向。”Grey小组的锂氧电池技术已经取得了技术专利,而且将通过剑桥大学旗下的商务部门剑桥企业做进一步的推广。