锂-氧电池取得技术突破 实现四电子转化及库仑效率近100%

据外媒报道，加拿大滑铁卢大学Linda Nazar教授宣布，其研究团队首次实现四电子转换（four-electron conversion），该技术将实现锂-氧电池（lithium-oxygen，Li-O2）的电子存储容量翻番。

Nazar团队将有机电解质（organic electrolyte）转化为硝酸锂/硝酸钾（lithium nitrate/potassium nitrate）的无机熔盐（inorganic molten salt），旨在提升其化学稳定性和导电率。此外，该团队了利用双功能金属氧化物催化剂替代了多孔碳阴极（porous carbon cathode），提升了电池容量的同时降低了过电势。

相较于Li2O2，在150摄氏度下，电池在使用期间将生成更为稳定的Li2O，其热力学性能表现更为出色。该款电池电芯采用多种材料，旨在提升其热动力性能及反应动力学（kinetics）。研究人员研发的该款电池充电性能表现更佳，从理论上讲，其储能表现提升了50%。

在电池研究领域，锂-氧电池颇具吸引力，这主要得益于其理论能量密度。能量密度是材料的储能容量，当电芯发生电化学反应后，其能量将储存在电池电芯中。

早前，锂-氧电池的技术挑战难点集中在电池的阴极、有机电解质、超氧化物及过氧化锂。然而，该研究已解决了所有内在局限性（intrinsic limitations）难题并证明了该类电池内部四电子传输的可能性、反应的可逆性，其理论库仑效率（theoretical coulombic efficiency）已接近100%。