確定鋰空氣電池中有害的充電電壓升高的原因

NIMS首次發現，鋰空氣電池在充電時發生的電壓升高(阻礙其實際使用的主要問題)與過氧化鋰(Li 2 O 2)的結晶度密切相關。)，是在放電循環中產生的化合物。該發現有望為解決此問題提供重要的見識。

由于鋰空氣電池的理論能量密度極高，因此它們有潛力用于多種技術中，例如無人機，IoT設備，電動汽車和家用電力存儲系統。與這些電池有關的最嚴重的問題是在充電周期內電壓升高(即過電勢)，這會引起不利于其循環壽命的副反應。以前，過電位的原因在很大程度上是未知的。

為了解決這個問題，該研究小組研究了在放電循環中形成的產物Li 2 O 2的結晶度，發現具有更加無序的晶體結構(即結晶度低)的Li 2 O 2的結晶度更高。在充電周期內易于在較低電壓下分解。我們是第一個報告這一事實的人。導致形成Li 2 O 2的兩種放電反應途徑是已知的：在碳電極表面上發生的反應和在電解質內發生的反應(以不平衡反應的形式)。我們的研究發現Li 2 O 2通過形成通路的充電循環期間在3.5 V或更低的電壓可分解而通過通路形成的分解更耐，需要4 V或更高的電壓。此外，我們發現，李路2 Ø 2具有比通路立一個更加無序的晶體結構2 Ø 2。這些結果表明，通過通路形成的具有高度有序的晶體結構的Li 2 O 2感應出升高的充電電壓，并且可以通過抑制這種Li 2 O 2的形成來降低高電壓。

基于這些結果，我們將研究使鋰空氣電池主要生產低結晶度的Li 2 O 2的方法，從而顯著延長其循環壽命，并加快在NIMS-SoftBank投入實際使用的研究力度。先進技術開發中心。