锂空气电池面临的问题有哪些？
来源：宝鄂实业
2019-12-13 16:36
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锂空气电池按使用的电解液的状态不同，主要可分为水体系、有机体系、水-有机混合体系以及全固态锂空气电池。在有机体系锂空气电池工作时，原料O2通过多孔空气电极进入电池内部，在电极表面被催化成O2-或者O22-，接着与电解质中的Li+结合，生成过氧化锂（Li2O2）或氧化锂（Li2O），产物沉积在空气电极表面。当空气电极中的所有的空气孔道都被产物堵塞后，电池放电终止。其电极反应如下所示：
正极：O2+2e-+2Li+?Li2O2；O2+4e-+4Li+?2Li2O
负极：Li?Li++e-
总反应：2Li+O2?Li2O2(2.96V)；4Li+O2?2Li2O(2.91V)
锂空气电池有着不可比拟的超高能量密度、环境友好以及价格低廉等优势，但其研究尚属初级阶段，存在非常多棘手的问题，主要有：
（1）正极反应需要催化剂。放电过程中，在没有催化剂存在的情况下，氧气还原非常慢；充电过程中，电压平台为4V左右，容易造成电解液的分解等副反应。需要使用适当催化剂来帮助电池反应。
（2）锂空气电池是敞开体系，会引发诸如电解液挥发、电解液氧化、空气中的水分和CO2与金属锂反应等一系列致命问题。
（3）空气电极孔道堵塞问题。放电生成不溶于电解液的Li2O和Li2O2会堆积在空气电极中，阻塞空气孔道，导致空气电极失活、放电终止。
综上所述，锂空气电池中存在很多问题亟待解决：包括氧气还原反应的催化、空气电极透氧疏水性、空气电极失活等。虽然锂空气电池取得了一些进步，但要真正应用还有很长一段路要走。
正极：O2+2e-+2Li+?Li2O2；O2+4e-+4Li+?2Li2O
负极：Li?Li++e-
总反应：2Li+O2?Li2O2(2.96V)；4Li+O2?2Li2O(2.91V)
锂空气电池有着不可比拟的超高能量密度、环境友好以及价格低廉等优势，但其研究尚属初级阶段，存在非常多棘手的问题，主要有：
（1）正极反应需要催化剂。放电过程中，在没有催化剂存在的情况下，氧气还原非常慢；充电过程中，电压平台为4V左右，容易造成电解液的分解等副反应。需要使用适当催化剂来帮助电池反应。
（2）锂空气电池是敞开体系，会引发诸如电解液挥发、电解液氧化、空气中的水分和CO2与金属锂反应等一系列致命问题。
（3）空气电极孔道堵塞问题。放电生成不溶于电解液的Li2O和Li2O2会堆积在空气电极中，阻塞空气孔道，导致空气电极失活、放电终止。
综上所述，锂空气电池中存在很多问题亟待解决：包括氧气还原反应的催化、空气电极透氧疏水性、空气电极失活等。虽然锂空气电池取得了一些进步，但要真正应用还有很长一段路要走。
