日本國立材料科學(xué)研究所(NIMS)與成蹊大學(xué)合作，成功提升了鋰空氣電池的功率輸出，相關(guān)研究成果于2025年2月9日在線發(fā)表于《電源雜志》(Journal of Power Sources)。
電池能量密度與功率密度的關(guān)系。圖片來源：野村彰弘（日本國家材料科學(xué)研究所）；齋藤守弘（成蹊大學(xué)）
鋰空氣電池作為新一代電池備受關(guān)注，它是一種可充電電池，利用鋰和氧氣進(jìn)行充放電反應(yīng)。相較于傳統(tǒng)鋰離子電池，鋰空氣電池重量更輕、容量更大，潛在能量密度高出5到10倍。不過，其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)極為緩慢，輸出電流微弱，要充分利用儲(chǔ)存的大量能量，需從根本上提高功率輸出。
此次研究中，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了由碳納米管制成的多孔電極，制成高孔隙度碳納米管空氣電極，顯著提高了氧氣的可及性。當(dāng)這種電極與低粘度酰胺基電解質(zhì)結(jié)合時(shí)，新設(shè)計(jì)使電流密度提升了十倍。最終，該電池達(dá)到了足以支持輕型無人機(jī)懸停的特定功率密度，不僅能提供極高能量密度，功率性能也顯著提升，現(xiàn)在可為懸停的小型無人機(jī)供電，大幅延長其飛行時(shí)間。
基于這些成果，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃擴(kuò)大鋰空氣電池的規(guī)模，目標(biāo)是開發(fā)出可用作小型無人機(jī)和微型機(jī)器人電源的超輕、高容量電池。
