熔融—空氣電池是目前儲電能力最高的電池之一

據物理學家組織網近日報道，最近，美國喬治·華盛頓大學科學家展示了一種新型高能電池，稱為熔融空氣電池，是目前儲電能力最高的電池之一。這種電池與其他高能電池不同，還能再次充電。雖然該電池目前要在高溫下操作，但研究人員正在進一步實驗改進其性能，以期這種電池在電動汽車、儲電電網領域更具競爭力。相關論文發(fā)表在最近出版的《能源與環(huán)境科學》雜志上。這是第一款可充電的熔融空氣電池，利用空氣中的自由氧和多電子存儲分子存儲電能。該校研究人員斯圖亞特·利希特說，目前在電動汽車和電網中已有實用充電熔融硫電池，但不是空氣。硫的質量是氧的兩倍，而且空氣不會新增電池重量。

多電子存儲分子是在一個分子中存儲多個電子，這是熔融空氣電池的最大優(yōu)勢之一。這使它比單電子存儲分子的電池，如鋰離子電池儲電能力更高。目前儲電能力最高的電池硼化礬（VB2）空氣電池，每個分子能存儲11個電子，但VB2空氣電池及其他高能電池卻不可充電。

利希特解釋說，熔融電解質是讓電池可充電的關鍵。熔融電解質是高活性的，能通過一種特殊電解分裂反應來為電池充電。如鐵熔融空氣電池放電后，鐵氧混合物會生成氧化鐵。充電則是把氧化鐵變成金屬鐵，把氧氣釋放到空氣里。

熔融空氣電池結合了高儲電能力和可充電性能。用空氣中的氧作陰極材料，不用任何外來催化劑或薄膜。不同電池要不同的電解質，但都是熔融的，研究人員所展示的樣本是在700℃到800℃時熔融為液態(tài)。對電池來說高溫并不常見，但這并非障礙。較低容量的高溫熔融電解硫電池已經用在了電動汽車上，至今尚未發(fā)現缺點。利希特說。

他們還把鐵、碳和VB2作電解質進行比較，儲電量分別達到1萬、1.9萬和2.7萬瓦時/升。儲電量受每種分子所存儲的電子數量的影響：鐵是3個電子，碳是4個，VB2是11個。而鋰空氣電池只有6200瓦時/升，因為它每個分子只能存儲一個電子。

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充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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高儲電能力和可充電性的結合，讓熔融空氣電池在未來能源存儲應用中極具吸引力。目前，研究人員正在改進該電池的其他性能，如研究熔點更低的熔融電解質、提高電壓和能效等。利希特說：熔融空氣電極上的放電電流足以生成高電壓，假如新增循環(huán)空氣和熔融鹽之間的表面積，還能進一步提高電壓。