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本文摘要：由于其理论比能量低，锂空气电池被指出是锂离子电池的潜在替代品。然而，迄今为止，这样的系统主要仅限于纯氧环境，并且由于牵涉到阴极、阳极和电解质的副反应而具备受限的循环寿命。在不存在N2，CO2和水蒸气的情况下，这些副反应有可能显得更为简单。此外，由于必须储存O2，锂－氧体系的体积能量密度对于实际应用于而言有可能太小。
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由于其理论比能量低，锂空气电池被指出是锂离子电池的潜在替代品。然而，迄今为止，这样的系统主要仅限于纯氧环境，并且由于牵涉到阴极、阳极和电解质的副反应而具备受限的循环寿命。在不存在N2，CO2和水蒸气的情况下，这些副反应有可能显得更为简单。此外，由于必须储存O2，锂－氧体系的体积能量密度对于实际应用于而言有可能太小。
【成果概述】近日，在伊利诺伊大学芝加哥分校AminSalehi－Khojin教授和阿贡国家实验室LarryA．Curtiss教授（联合通讯作者）的团队率领下，与伊利诺伊理工大学和加利福尼亚州立大学合作，使用了两种策略来容许在所含代表性量的O2，N2，CO2和H2O的仿真空气氛围中的锂－氧电池中的副反应。首先，团队研发了Li2CO3／C涂层锂阳极仅有容许锂阳离子通过，从而维护阳极免遭仿真空气的成分影响。其次，基于先前报导的二硫化钼纳米薄片建构阴极，并用于离子液体1－乙基－3－甲基咪唑四氟硼酸盐（EMIM－BF4）和二甲基亚砜（DMSO）的混合物作为电解质。
该系统的组件一起运营，以避免在CO2和H2O不存在下构成副产物。在仿真空气环境中作为锂空气电池工作，循环寿命长约700次。涉及成果以为题“Alithium–oxygenbatterywithalongcyclelifeinanair－likeatmosphere”公开发表在了Nature上。
【图文简介】图1锂空气电池系统中阳极的特性密切相关图2锂空气电池系统中阴极的性能密切相关图3阴极充放电产物的微观密切相关图4锂－空气电池的阳极，阴极和电解质的计算出来研究【小结】根据密切相关和计算出来研究指出，受保护的锂阳极，电解质混合物和高性能空气阴极一起协同工作，在仿真空气条件下获取循环寿命长的锂－氧电池。这种设计的新架构锂空气电池的能量密度比目前锂离子电池的低得多，在该领域是有前途的一步。
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