文章编号：444 / 更新时间：2024-11-29 08:55:45 / 浏览：次

背景

锂氧气电池因其超高的理论能量密度，长期被认为是未来能源存储的革命性技术。近年来，研究人员在锂氧气电池的高倍率性能和稳定性方面取得了诸多进展，但实际容量远没有达到理论值。其主要原因在于，多孔正极内空间利用率不足，并且相变、传质和法拉第反应的复杂耦合以及对电极内部精确表征的技术限制，为揭示正极过程、突破容量瓶颈带来挑战。

研究

为了解决上述问题，中国科学技术大学特任教授谈鹏团队开展了研究，建立了放电产物过氧化锂微观行为和电化学性能的联系。通过改变锂离子浓度调节初始动力学状态，从而显著提升锂氧气电池的放电容量。

研究团队发现，改变锂离子浓度可以调控传输与成核动力学之间的匹配程度，这对于提升锂氧气电池的放电容量非常重要。通过可视化电极和跨尺度数学模型，研究团队进一步探究了过氧化锂分布特性。在0.5摩尔每升电解液中，过氧化锂颗粒呈现逆氧气梯度分布，标志着成核与传输动力学达到最佳平衡，从而实现最大放电容量。

发现

研究发现，突破容量瓶颈的关键并非仅取决于加速氧气传输，而是在于维持电极深处的物质传输。这一新发现为实现高能量密度锂空气电池提供了理论指导。

意义

该研究成果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上，为锂氧气电池的发展提供了重要的理论基础。未来，该研究成果有望应用于高能量密度锂空气电池的实际应用中，为未来能源存储和可再生能源发展做出贡献。

参考地址

中国新闻网报道

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