導(dǎo)讀：英國(guó)的科學(xué)家們報(bào)告說(shuō)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)不同的電解質(zhì)成分，在鋰－氧電池方面取得了突破。通過(guò)使用離子液體，他們能夠調(diào)整電解質(zhì)配方，以盡量減少電池循環(huán)過(guò)程中不必要的反應(yīng)，并大大改善性能和穩(wěn)定性。

這是電池研究領(lǐng)域的一個(gè)常見(jiàn)的故事－－有望獲得更高的性能的新材料和設(shè)計(jì)在實(shí)際設(shè)備中發(fā)揮其潛力和展示長(zhǎng)期穩(wěn)定性方面面對(duì)挑戰(zhàn)和限制。

這關(guān)于包含鋰或其他過(guò)渡金屬陽(yáng)極材料的電池來(lái)說(shuō)尤其如此，這些材料往往由于樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)的形成而迅速喪失性能——這些樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)在電解質(zhì)中，甚至跨越陰極，造成短路。目前，固態(tài)電池似乎是解決這一問(wèn)題的最有希望的商業(yè)途徑，然而其他幾種方法也引起了研究人員的注意，其中包括鋰氧電池。

由英國(guó)利物浦大學(xué)（UoL）領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，仔細(xì)控制電解質(zhì)的成分可以有效地＂關(guān)閉＂某些成分的反應(yīng)性，并盡量減少電池循環(huán)過(guò)程中出現(xiàn)的不必要的副反應(yīng)，包括樹(shù)枝狀物的生長(zhǎng)。

UoL研究助理AlexNeale解釋說(shuō)：“使用現(xiàn)成的低揮發(fā)性成分精確配制電解液的能力使我們能夠?yàn)榻饘倏諝怆姵丶夹g(shù)的需求專(zhuān)門(mén)定制一種電解液，從而大大改善循環(huán)穩(wěn)定性和功能，我們的研究結(jié)果真正表明，通過(guò)了解我們的電解質(zhì)中鋰離子的精確配位環(huán)境，我們可以將其直接與實(shí)現(xiàn)鋰金屬電極界面的電解質(zhì)穩(wěn)定性的顯著提高聯(lián)系起來(lái)，從而提高實(shí)際電池性能。”

該小組使用了溶劑、鹽和離子液體的不同配方，并發(fā)現(xiàn)添加離子液體使他們能夠獲得更好的穩(wěn)定性結(jié)果。合作研究的拉夫堡大學(xué)的PoojaGoddard說(shuō)：“通過(guò)使用計(jì)算和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們能夠確定使配方對(duì)鋰金屬電極界面變得穩(wěn)定的關(guān)鍵物理參數(shù)，這很令人興奮。”

他們的優(yōu)化電解質(zhì)解決方法在《先進(jìn)功能材料》上發(fā)表的論文《離子液體－分子溶劑混合電解質(zhì)的設(shè)計(jì)參數(shù)使鋰離子電池內(nèi)穩(wěn)定的鋰金屬循環(huán)》中進(jìn)行了全面描述。這些優(yōu)化使他們能夠證明電池單元具有94％的庫(kù)侖效率，以及超過(guò)900小時(shí)的循環(huán)而沒(méi)有新增過(guò)電位。莊信萬(wàn)豐PLC公司的EnricoPetrucco補(bǔ)充說(shuō)：“這項(xiàng)工作體現(xiàn)了一種有用的鋰空氣電池電解質(zhì)設(shè)計(jì)策略，該公司是一家位于倫敦的化學(xué)品公司，與UoL合作進(jìn)行這項(xiàng)研究。＂這使我們向克服復(fù)雜的鋰空氣挑戰(zhàn)的實(shí)用路線(xiàn)又邁進(jìn)了一步。”

該小組表示通過(guò)對(duì)鋰鹽和離子液體的具體調(diào)整，電解質(zhì)可以得到進(jìn)一步的改善，以實(shí)現(xiàn)更低的粘度，并且在電解質(zhì)混合物中謹(jǐn)慎引入第四種元素，即非溶解性稀釋添加劑，也值得研究。