锂离子电池基础科学问题_锂空气电池与锂硫电池_彭佳悦要点解析.pdf

第3 卷 第5 期 储 能 科 学 与 技 术 Vol.3 No.5 2014 年9 月 Energy Storage Science and Technology Sep. 2014 锂离子电池基础科学问题 （Ⅺ）——锂空气电池与锂硫电池 彭佳悦，刘亚利，黄 杰，李 泓 （中国科学院物理研究所，北京 100190 ） 提高能量密度是可充放锂电池研发最重要的目标。近年来，锂硫电池与锂空气电池由于具有高的理论 能量密度而受到广泛关注，这两种电池仍然面临较多的科学与技术问题，处于电池开发早期研究阶段。在本文 中，重点介绍了锂空气电池的基本工作原理、基本结构组成、所面临的问题和两种特殊体系的锂空气电池， 同 时简要介绍了锂硫电池。 可充放金属锂电池；锂空气电池；锂硫电池 doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2014.05.012 O 646.21 A 2095-4239 （2014 ）05-526-18 Fundamental scientific aspects of lithium ion batteries （Ⅺ）—Lithium air and lithium sulfur batteries PENG Jiayue ，LIU Yali ，HUANG Jie ，LI Hong （Institute of Physics ，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100190 ，China ） Abstract ：In recent years, rechargeable nonaqueous lithium air battery has attracted wide attention due to its very high theoretical energy density. However, it is at early stage of research because there are still many challenges for developing lithium air battery. In this paper, the concept, structures, challenges of lithium air battery and two special types of lithium air batteries are briefly summarized. In addition, the lithium sulfur battery which also belongs to rechargeable lithium metal battery and has high energy density was introduced. Key words ：rechargeable lithium metal batteries ；lithium air battery ；lithium sulfur battery ①可持续能源发展是当今人类密切关注和迫切需 而刺穿隔膜造成电池短路，粉化后的锂也更容易燃 要解决的问题，而此时经济的发展伴随着更高的市 烧，导致可充放金属锂电池存在显著的安全隐患。 场需求，对更高能量密度电池体系的研究成为了当 随后石墨替代金属Li 成为可充放锂电池负极， 今的热潮。早在20 世纪 60 年代，金属锂电池就开 1990 年 Sony 公司成功将以石墨为负极的可充放锂 始作为一次电池被报道[1-2]，由于金属Li 具有较小的 离子电池商业化[6] ，宣告了锂离子电池新时代的到 密度和最低的氧化还原电位[3]，一次锂电池具有比普 来。然而随着对日常消费电子产品、