汽車鋰空氣電池技術分析

早在豐田的氫燃料動力電池汽車(MIRAI)問世之前，IBM就推出了自己的汽車鋰空氣電池。早在2009年,IBM提出了Battery500Project,旨在開發和宣布鋰空氣電池技術,可以保持汽車的射程至少805公里一次基于車載電池的體積和成本控制,這是一個電動汽車的行駛距離與電池相比提高了5倍。

IBM空氣鋰離子電池結構如圖,鋰陽極的金屬板,表層碳陰極,中心有兩層電解質,這接近的電解質鋰金屬板由鋰離子負責驗收,鋰金屬板釋放和接近碳層的一側電解質負責驗收的鋰離子滲透更好的碳層。在這兩種電解質的中心是屏障膜，防止不同的物質層相互滲透和污染。

負極(鋰金屬)側使用有機電解質，正極(空氣)側使用水基電解質。在兩種電解質之間設置有僅含鋰離子通過的固體電解質膜，將兩種電解質分開。這防止了電解質混合，并促進電池反應。

陰極電解液是一種含有鋰鹽的有機電解液。雖然有機溶劑不能丟棄，但它們限制了有機溶劑的使用。該正極為堿性水溶凝膠、微精煉碳和低成本氧化物催化劑組成的水基電解質。

在鋰空氣電池中，鋰離子(氫氧化鋰)只是簡單地溶解在水基電解質中，而不是通過放電反應出現固態的氧化鋰。當空氣電極積聚時，氧化鋰不會停止工作。水和氮不經過隔壁的固體電解質，所以沒有與負鋰反應的危險。并且，在充電時，假如配置特殊的正極充電，還可防止導電空氣對電極的腐蝕和老化。