物理化学学报 >> 2016, Vol. 32 >> Issue (8): 1866-1879.doi: 10.3866/PKU.WHXB201605261

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非水体系锂-空气电池研究进展

吴爱明1,夏国锋1,沈水云1,殷洁炜1,毛亚2,白清友2,解晶莹2,章俊良1,*()   

  1. 1 上海交通大学燃料电池研究所,上海200240
    2 上海空间电源研究所,上海航天技术研究院,上海200233
  • 收稿日期:2016-03-28 发布日期:2016-07-29
  • 通讯作者: 章俊良 E-mail:junliang.zhang@sjtu.edu.cn
  • 作者简介:吴爱明,1990年生。上海交通大学机械与动力工程学院2014级硕博连读研究生,研究方向:锂空气电池|夏国锋,2013年于哈尔滨工业大学化工学院获得博士学位,2015年于上海交通大学博士后出站,现为上海交通大学机械与动力工程学院燃料电池研究所助理研究员。主要从事锂离子电池、锂空气电池以及质子交换膜燃料电池的研究与开发|沈水云,2012年毕业于香港科技大学机械工程专业获得博士学位。现为上海交通大学机械与动力工程学院燃料电池研究所讲师、博导。主要从事电催化、纳米材料、质子交换膜燃料电池和锂空气电池的研究与开发|殷洁炜,1984年生。2015毕业于上海交通大学应用化学专业获得博士学位。目前就职于上海交通大学机械与动力工程学院燃料电池研究所,担任助理研究员兼实验室主任。主要从事质子交换膜燃料电池电堆和电堆关键材料的开发,固体氧化物燃料电池电极材料以及锂空气电池相关催化剂的研究|毛亚,博士,2013年毕业于中国科学院物理研究所清洁能源实验室凝聚态物理专业。毕业后进入上海空间电源研究所,主要从事锂离子电池、下一代化学电源相关基础研究|白清友,1988年生。硕士学位,上海空间电源研究所电化学中心研究师,工程师。主要研究领域为电化学材料与储能元器件,包括安全性锂离子电池、高比能锂空气电池|解晶莹,工学博士,上海市动力与储能电池系统工程技术中心主任,中国电化学会及固态离子学会理事,《电源技术》编委,上海空间电源研究所教授、研究员、博导。长期从事化学电源相关材料、器件及系统工作的研究与开发|章俊良,1994年和1997年毕业于上海交通大学,分别获学士和硕士学位,2005年于美国纽约州立大学石溪分校获博士学位。2009年获得上海市“东方学者”特聘教授。现任上海交通大学机械与动力工程学院副院长,燃料电池研究所所长,上海交通大学“致远”讲席教授,国家“千人计划”暨首批上海“千人计划”特聘专家,Electrocatalysis国际期刊编委。多年来一直从事电化学、燃料电池、锂空气电池、锂离子电池及催化剂方面的研究,并取得多项突破性成果
  • 基金资助:
    上海交通大学青年人才科研能力培育专项(14X10040061);国家重点基础研究发展规划项目(973)(2014CB932303);上海交通大学-密西根大学国际合作项目(15X120010002)

Recent Progress in Non-Aqueous Lithium-Air Batteries

Ai-Ming WU1,Guo-Feng XIA1,Shui-Yun SHEN1,Jie-Wei YIN1,Ya MAO2,Qing-You BAI2,Jing-Ying XIE2,Jun-Liang ZHANG1,*()   

  1. 1 Institute of Fuel Cells, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, P. R. China
    2 Shanghai Institute of Space Power-Sources, Shanghai Academy of Spaceflight Technology, Shanghai 200233, P. R. China
  • Received:2016-03-28 Published:2016-07-29
  • Contact: Jun-Liang ZHANG E-mail:junliang.zhang@sjtu.edu.cn
  • Supported by:
    The project was supported by the New Faculty Startup Fund of Shanghai Jiao Tong University, China(14X10040061);National Key Basic Research Program of China (973)(2014CB932303);SJTU-UM Project(15X120010002)

摘要:

锂-空气电池是目前已知具有最高能量密度的二次电池,有望成为未来电动汽车的动力电源。由于其能量密度高、环境友好以及成本较低,成为广大科研工作者研究的热点,在过去二十年间与之有关的研究已经在反应机理、电极结构、催化剂及电解液等各方面都取得了很大进展,但受诸多因素限制,其实用化仍然任重道远。本文总结了近几年来非水体系锂-空气电池在反应机理、正极材料、催化剂、电解液以及锂负极等方面的最新研究进展,并在此基础上展望其未来的发展方向。

关键词: 锂-空气电池, 反应机理, 正极材料, 锂负极, 电解液

Abstract:

As a secondary battery, the Li-air battery has the highest theoretical specific energy and has been considered as one of the most promising power sources for electric vehicles. The Li-air battery based on organic electrolyte has become a topic of interest owing to its excellent theoretical energy density, environmental friendliness and low cost. During the past 20 years, much progress has been made in the development of the reaction mechanism, cathode structure, catalyst and electrolyte materials. But there are still many obstacles to overcome before its practical applications. In this paper, we review some of the latest progress in the research on the reaction mechanism, cathode materials, catalysts, electrolytes, as well as the lithium anode. Future research and development prospects are also discussed.

Key words: Li-air battery, Reaction mechanism, Cathode material, Lithium anode, Electrolyte

MSC2000: 

  • O646