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伊利諾伊理工學(xué)院化學(xué)工程助理教授MohammadAsadi在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一篇論文，描述了他新穎的鋰空氣電池設(shè)計背后的化學(xué)原理。這些見解將使他能夠進一步優(yōu)化電池設(shè)計，并有可能達到遠遠超過當(dāng)前鋰離子技術(shù)的超高功率密度。

電池設(shè)計有可能每公斤儲存一千瓦時或更高——是鋰離子電池技術(shù)的四倍，這將對電氣化交通工具產(chǎn)生變革，尤其是飛機、火車和潛艇等重型車輛。

Asadi的目標(biāo)是制造一種固態(tài)電解質(zhì)電池，與液態(tài)電解質(zhì)電池相比，它具有安全性和能源優(yōu)勢，并尋求一種與他一直在開發(fā)的用于鋰空氣電池的陰極和陽極技術(shù)兼容的選擇。

他選擇了聚合物和陶瓷的混合物，這是兩種最常見的固體電解質(zhì)，但兩者都有缺點。通過將它們結(jié)合起來，Asadi發(fā)現(xiàn)他可以利用陶瓷的高離子電導(dǎo)率以及聚合物的高穩(wěn)定性和高界面連接性。

結(jié)果允許使電池發(fā)揮作用的關(guān)鍵可逆反應(yīng)——二氧化鋰的形成和分解——在室溫下以高速率發(fā)生，這是鋰空氣電池中的首次證明。

正如科學(xué)論文中所述，阿薩迪進行了一系列實驗，證明了這種反應(yīng)如何發(fā)生背后的科學(xué)原理。

“我們發(fā)現(xiàn)固態(tài)電解質(zhì)貢獻了大約75%的總能量密度。這告訴我們還有很大的改進空間，因為我們相信我們可以在不影響性能的情況下最大限度地減少厚度，這將使我們能夠?qū)崿F(xiàn)非常非常高的能量密度，”Asadi說。

這些實驗是與伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校和阿貢國家實驗室合作進行的。Asadi表示，他計劃與行業(yè)合作伙伴合作，因為他現(xiàn)在正朝著優(yōu)化電池設(shè)計和制造工程的方向努力。

“這項技術(shù)是一項突破，它為將這些技術(shù)推向市場打開了一扇巨大的可能性之窗，”阿薩迪說。

關(guān)鍵詞： 空氣電池 超高功率 能量密度