Введение в автомобильную воздушно-литиевую батарею

Перед запуском автомобиля Toyota Hydrogen Fuel Cell Vehicle (MIRAI) IBM представила собственную автомобильную воздушно-литиевую батарею. Еще в 2009 году IBM предложила программу Battery500Project по разработке технологии воздушно-литиевой батареи, которая позволяет батарее поддерживать запас хода не менее 805 километров на одной зарядке, сохраняя при этом текущий объем автомобильной батареи и контроль затрат. По сравнению с нынешним запасом хода электромобиля он увеличился в пять раз.

Структура воздушно-литиевой батареи IBM показана на рисунке. Анод представляет собой пластину из металлического лития, катод представляет собой поверхностный углеродный слой, а в середине находятся два слоя электролита. Электролит рядом с литиевой металлической пластиной отвечает за прием ионов лития, высвобождаемых металлической литиевой пластиной. Электролит сбоку от углеродного слоя отвечает за лучшее проникновение принятых ионов лития в углеродный слой. Между двумя электролитами имеется барьерная пленка для предотвращения взаимного проникновения и загрязнения между различными слоями материалов.

Органический электролитический раствор используется на стороне отрицательного электрода (металлический литий), а водный раствор электролита используется на стороне положительного электрода (воздух). Мембрана из твердого электролита, через которую проходят только ионы лития, расположена между двумя электролитами для их разделения. Это предотвращает смешивание электролита и стимулирует реакцию аккумулятора.

Органический электролит, содержащий соль лития, используется в сочетании с раствором электролита для отрицательного электрода. Хотя от органических растворителей нельзя отказываться, их использование ограничено. Водный раствор электролита для положительного электрода представляет собой водорастворимый гель, содержащий щелочь, и объединен с положительным электродом, образованным из мелкодисперсного углерода и субоксидного катализатора.

В литий-воздушной батарее LiOH (гидроксид лития), который легко растворяется в водном растворе электролита из-за реакции разряда, не является твердым Li2O. Оксид лития не останавливает работу после нанесения воздушного электрода. Вода, азот и т.п. также не проходят через перегородки твердого электролита, поэтому нет риска реакции с металлическим литием отрицательного электрода. Более того, если во время зарядки размещен положительный электрод для зарядки, можно предотвратить коррозию и старение проводящего воздушного электрода.

Страница содержит содержимое машинного перевода.