電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
什么是鋰空氣電池
鋰空氣電池是一種用鋰作陽極，以空氣中的氧氣作為陰極反應物的電池。鋰空氣電池比鋰電池具有更高的能量密度，因為其陰極（以多孔碳為主）很輕，且氧氣從環境中獲取而不用保存在電池里。其實，鋰空氣電池就是金屬燃料動力電池，通俗地來說就是用金屬鋰做負極，氧氣做正極的一種鋰電池。鋰空氣電池的優勢在于比能量高（比能量，簡單地理解就是單位質量的電極材料參與反應時放出電能的大小），理論上接近了汽油。
雖然鋰空氣電池比能量高，但是它的缺點就是反應可逆性差，要催化劑。這里所說的2D材料也叫做二維材料。用它們做催化劑的時候，能夠提高電池內部的化學反應速率，使鋰空氣電池的效率更高、充電能力更強，電池保存能量的能力和供應能量的能力被大大提升了。
放電過程：陽極的鋰釋放電子后成為鋰陽離子（Li+），Li+穿過電解質材料，在陰極與氧氣、以及從外電路流過來的電子結合生成氧化鋰（Li2O）或者過氧化鋰（Li2O2），并留在陰極。鋰空氣電池的開路電壓為2.91V。
鋰空氣電池工作原理
鋰空氣電池采用鋰作為負極活性材料，采用多孔的氣體擴散層電極作為正極材料，按電解質體系緊要分為有機電解液體（非水性電解液體系）、水性電解液體系、混合電解液體系和全固態電解質體系。
4Li+O2+2H2O→4LiOH（1-1）
放電過程中Li、H2O和O2被消耗，在Li表面生成了一層保護膜而妨礙電化學反應的快速進行。在開路或低功率的狀態下，Li的自放電率很高，并伴隨著Li的腐蝕反應：
Li+H2O→LiOH+1/2H2（1-2）
在水系電解液中，金屬Li極易和水反應，因此對鋰離子隔膜的阻水性有很高要求，目前還沒有商業化的產品。綜合考慮實用性和安全性，水系鋰空氣電池并非最終實際使用的首選。
鋰空氣電池將來會取代鋰電池嗎？
有人說：倘若說鋰硫電池是替代鋰電池的下一代鋰電，那么鋰空氣電池將是鋰電的最終形態。從鋰電誕生到使用才短短的幾十年，然而電池產業已經逐漸替代化石能源，成為人們生活中不可或缺的一部分。目前，鋰電池備受人們的酷愛，而鋰空氣電池被業界譽為最終電池。
隨著全球電動車市場需求的日益上升，鋰電池的發展受到了嚴重的妨礙，其發展瓶頸緊要在于：要怎么樣提升正極材料的充放電比容量，以滿足高比能量、高充放電功率的要求；制備正極材料要大批量地使用稀有過渡金屬元素，如鈷、鎳等，而這些資源在地球上的儲量有限，成本也不低。
為知道決這些問題，進一步提高電池的能量密度，減輕電池重量，并減少重金屬的使用，鋰空氣電池誕生了。
鋰空氣電池雖然目前還在研發試驗階段，但是這類電池的儲能量卻是當前鋰電池的10倍。由于它的質量更輕，也能夠使得電動車的輕量化有質的提升。
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