西北工業大學納米能源材料研究中心謝科予團隊研制出同等體量續航能力提升近7倍且材料更加環保的鋰—二氧化碳電池。相關研究成果發表于《先進材料》《先進能源材料》。

據謝科予介紹，與目前已經大量商業化應用的鋰電池相比，鋰—二氧化碳電池最大的優勢就是具有更高的能量密度。實驗數據顯示，其容量比是鋰電池的7倍多，假設現在使用的手機電池可以續航3天，未來使用同等重量、同等體積的鋰—二氧化碳電池或許可以使用21天甚至更久。此外，鋰—二氧化碳電池利用二氧化碳氣體提供電能，在整個能量轉換過程中，比傳統的鋰電池更加綠色環保。在一些二氧化碳濃度高的特定環境中，比如火星表面、深地深海等極端環境等，使用鋰—二氧化碳電池進行探索，可以“就地取材”。

在材料方面，謝科予團隊和新加坡國立大學教授Loh Kian Ping 合作，共同設計了一種結構穩定的共價有機框架，他們首次將其作為氣體電池擴散層引入鋰—二氧化碳電池中，有效提高了電池的充放電循環效率，并極大地緩解了電池充放電過程中傳質速度慢等問題。

“后續我們可能會圍繞鋰金屬負極方面做一些保護，更好地提高電池循環效率。”團隊成員周麗嬌說。除此以外，團隊未來還試圖用固體聚合物替代現有的電解液，為鋰—二氧化碳電池提供更多應用場景。

相關論文信息：https://doi.org/10.1002/adma.201905879

https://doi.org/10.1002/aenm.201901806

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