11 月 28 日消息，中國新聞網(wǎng)于 11 月 26 日發(fā)布博文，報道稱中國科學技術大學特任教授談鵬團隊發(fā)現(xiàn)了突破鋰氧氣電池容量瓶頸的關鍵因素，相關成果發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。

項目背景

鋰氧氣電池因其超高的理論能量密度，長期以來被認為是未來能源存儲的革命性技術。

近年來，研究人員在鋰氧氣電池的高倍率性能和穩(wěn)定性方面取得了諸多進展，但實際容量遠沒有達到理論值，主要原因在于多孔正極內(nèi)空間利用率不足。

其中，相變、傳質(zhì)及法拉第反應的復雜耦合以及對電極內(nèi)部精確表征的技術限制，為揭示正極過程、突破容量瓶頸帶來挑戰(zhàn)。

項目介紹

解決上述問題的關鍵是建立放電產(chǎn)物過氧化鋰微觀行為和電化學性能的聯(lián)系。在此次研究工作中，為了排除溶劑、催化劑等因素對過氧化鋰行為的影響，研究人員通過改變鋰離子濃度調(diào)節(jié)初始動力學狀態(tài)。

研究團隊發(fā)現(xiàn)，通過改變鋰離子濃度，調(diào)控傳輸與成核動力學之間的匹配程度，可以顯著提升鋰氧氣電池的放電容量。

通過可視化電極和跨尺度數(shù)學模型，研究團隊進一步探究了過氧化鋰分布特性。在 0.5 摩爾每升電解液中，過氧化鋰顆粒呈現(xiàn)逆氧氣梯度分布，標志著成核與傳輸動力學達到最佳平衡，從而實現(xiàn)最大放電容量。