使用高浓度阴极液的锂-溴可充电燃料电池的性能与退化
化学物理
2016-03-24 v1
摘要
锂-空气电池一直被视为长续航电动交通工具电源的终极解决方案，但最先进的原型仍存在循环寿命短、效率低和功率输出差的问题。本文展示了一种使用高浓度溴阴极液的锂-溴可充电燃料电池，具有可比的比能量、更高的功率密度和效率。该电池在结构上类似于混合电解质锂空气电池，其中非水电解质中的锂金属阳极通过锂离子导电陶瓷板与水相溴阴极液隔开。使用平板石墨电极的电池可在约 9mW cm-2 的峰值功率密度下放电，原则上可提供 791.8 Wh kg-1 的比能量，优于大多数现有正极材料和阴极液。它还可以在再生模式下运行，以 80-90% 的电压效率回收锂金属阳极和游离溴，无需任何催化剂。固态电解质的退化和深度充电过程中溴的蒸发是改进设计中应解决的挑战，以充分利用液态溴的高比能量。所提出的系统为长续航电动汽车提供了一种潜在的电源，超越了当前的锂离子电池，但接近设想的锂空气电池。
引用
@article{arxiv.1603.07275,
title = {Performance and Degradation of A Lithium-Bromine Rechargeable Fuel Cell Using Highly Concentrated Catholytes},
author = {Peng Bai and Martin Z. Bazant},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.07275},
year = {2016}
}