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成果名称 锂空气电池电解液体系的设计与优化
所属领域 节能环保
成果所属成员单位名称 北京科技大学研发实验服务基地
技术关键词 锂空气电池 ,复合电解质
市场应用关键词 领先地位
成果或技术描述 锂空气电池具有极高的理论能量密度,有望成为锂离子电池的升级替代品。但是锂空气电池的实际应用还存在诸多问题,尤其是常用的有机液体电解液体系的易挥发和不稳定性限制了电池性能的提升。锂空气电池由于金属锂负极具有很高的理论比容量(3862 mAh/g)和最低的电化学电位(-3.04 V vs. SHE), 因而具有极高的能量密度, 其理论值可达3505 Wh/kg(按产物Li2O2的质量计算), 是锂离子电池的能量密度6-10倍,有望实现新能源汽车的续航里程达到并超过800Km。各国技术路线图均明确地将锂空气电池作为未来新电池体系研发的重点方向之一。构建具有自主知识产权的锂空气电池复合电解质体系,研发离子液体基和聚合物电解质体系的合成工艺,凝练形成高稳定性锂空气电池离子液体基和聚合物电解质体系的制备技术。提供离子液体基聚合物电解质样品,达到体系润湿性好、离子电导率高、电化学稳定窗口宽、抗氧化性优异、稳定性良好的目标,适用于5Ah锂空气单体电池,循环寿命50周以上。通过锂空气电池离子液体基聚合物电解液体系的设计和研究开发,实现在保持锂空气电池高能量密度优势的同时,延长循环寿命、提升能量转换效率和倍率性能,促进锂空气电池新一轮快速发展。 研究过程研制的PYR14TFSI基离子液体复合电解液、PVFM基辅助电极膜凝胶电解质,满足高离子电导率、宽电化学窗口等对普通电解质的基本要求,同时能够在锂空气电池敞开或半敞开条件下,在O2还原态物质的攻击下稳定工作。本课题研究开发的复合电解质为锂空气电池的发展提供了关键材料支撑,同时对聚合物锂空气电池体系的结构设计具有指导意义。
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