鉴于此,?吉林大学于吉红院士和徐吉静教授(共同通讯作者)等人报道了一种高度稳定的柔性固态锂空电池,其中使用超薄、高离子电导的锂离子交换沸石X(LiX)膜(LiXZM)作为固态电解质,LiXZM具有高离子电导率,低电子电导率以及对空气和锂负极出色的稳定性。同时,固态锂空电池的集成结构中采用碳纳米管(CNT)作为正极,这有利于降低界面阻抗。沸石的固有化学稳定性有效抑制了电解质因锂或空气作用而引起的电池性能衰退。此外,与包含有机电解质的传统Li-Air电池相比,集成的SSLAB在环境空气中表现出优异的性能。
实验结果表明,该电池每克碳纳米管的容量为12020 mAh,在500 mA g-1电流密度和1000mAh g-1限制容量条件下,其循环寿命为149个循环。在相同条件下,该循环寿命大于基于LAGP的锂空电池(12个循环)和有机电解质的锂空电池(102个循环)的循环寿命。沸石基锂空电池的电化学性能,柔性和稳定性赋予其实际适用性,也可扩展到其他储能系统,例如锂离子,钠空和钠离子电池等。相关研究成果“A highly stable and flexible zeolite electrolyte solid-state Li-air battery”为题发表在《自然》期刊上(Nature, 2021, 592, 551-557, DOI: 10.1038/s41586-021-03410-9)。
图1:a,分子筛基固态锂空气电池一体化设计。b,分子筛固态电解质-碳纳米管正极一体化结构的扫描电镜图和透射电镜图。c,基于有机电解液、商用LAGP和分子筛固态电解质的锂空气电池的循环寿命对比。d,厚度仅为0.33mm的固态锂空气电池的光学照片。e,固态锂空气电池的柔性。f,固态锂空气电池的安全性和环境适应性。
(摘自能源学人)