為此,麻省理工學院(MIT)最近進行了一項測試,希望解決一種稱之為“碘化鋰(lithium iodide, LiI)”材料的技術問題。碘化鋰化合物被認為能解決鋰空氣電池的發(fā)展挑戰(zhàn),包括難以維持的充電-放電周期。研究人員稱這項研究為克服碘化鋰的缺點或尋找替代材料的努力提供了新的方向。
圖:碘離子可以使水更具反應性,在放電過程中改變反應途徑。(來源:MIT)
鋰空氣電池是一種用鋰作陽極,以空氣中的氧氣作為陰極反應物的電池?! 〉嚳諝怆姵孛媾R著三個主要問題:需要高電壓充電、能效低、循環(huán)壽命短;而這些問題都是由于電池的氧電極不穩(wěn)定所引起的。研究人員提出了在電解液中加入碘化鋰,作為解決這些問題的其中一種方案。但迄今公布的研究結果仍是自相矛盾的,有些研究發(fā)現碘化鋰確實提高了循環(huán)壽命,但另外一些研究卻表明碘化鋰的存在會導致不可逆轉的反應和電池循環(huán)不良。
研究人員指出,目前大多數研究都集中在有機物上,但大部份的有機化合物都不穩(wěn)定,因而研究人員非常關注無機材料碘化鋰的測試。一些文件表明使用碘化鋰有助于電池實現數千次循環(huán),但有些測試則表明會損壞電池。
MIT的團隊利用了與其他研究團隊不同的方法,他們針對鋰離子電池的放電作用進行研究,并對電池外部的組件進行了研究,讓研究人員能將精力放在研究電池的反應上,以幫助解釋整個過程。
而后,他們使用紫外線和可見光光譜學等技術觀察發(fā)生的反應。在碘化鋰及水都存在的情況下,研究過程中產生了氫氧化鋰(lithium hydroxide,LiOH),而非過氧化鋰。碘化鋰能提高水的反應性,同時更容易損失質子,從而促進了電池中氫氧化鋰(LiOH)的形成,并干擾充電過程。這些觀察結果表明,尋找抑制這些反應的方法可能會使碘化鋰等化合物發(fā)揮更好的作用。
研究人員進一步指出,這項研究也表明可能選擇不同的化合物而非碘化鋰,這將有助于抑制電極表面的化學反應??傮w而言,該研究有助于理解碘化鋰在放電中的作用,讓嘗試推動鋰空氣電池邁向實際應用的過程再向前邁出一步。