新固态锂电池：自带防过充功用 充放电120次容量丢失2%

在同等分量下，锂-空气电池能够供给更多电力，因而被广泛运用于电动汽车和其他移动电子设备。可是，锂-空气电池有不少缺陷：发热高(很多化学能转化成了热能而没有供给给设备)、寿数短、制作工艺贵重而杂乱(向电池内充放空气需求价格贵重的设备，而且十分费事)。

近来，麻省理工学院核工程教授李巨，博士后朱志(音译，ZhiZhu)及其他五位作业于麻省理工、阿尔贡国家试验室和北京大学的作者在《天然˙动力》期刊发文，报导了一种被称为“纳米锂阴极”的新技能，该技能能够用来制作功用和锂-空气电池相仿的关闭式锂电池，以战胜上述疑问。

李巨表明，锂-空气电池的缺陷之一是充电和放电电压不等，放电电压比充电电压低1.2伏，因而每次充电过程中，以热能方式丢失的能量高达30%。“假如你充电太快，你的锂电池真的有也许烧起来。”

把气体关起来

传统锂-空气电池放电时，运用空气中的氧气与电池中的锂发作化学反响。在充电时，锂氧化物中的氧又被开释到大气中。

新的纳米锂阴极电池相同运用了氧元素和锂的效果。差异在于，放电时，氧不会再以气体方式开释，而是被关闭在固体中。具体来说，氧以三种氧化复原态被关闭在三种固体化合物中——Li2O，Li2O2和LiO2，这三种物质又被包绕在二氧化钴玻璃里。

电池网这么做的优点即是，将纳米锂阴极电池将充放电时的电压差降低了5倍——从1.2伏降至0.24伏，因而只要8%的能量在充电时以热能方式丢失。这意味着能够对汽车电池以更快的速度充电而不用忧虑过热起火。

锂-空气电池的第二项缺陷是：以气体方式开释的氧会损坏电池中的离子通道，因而降低了锂电池的寿数。

新技能用二氧化钴玻璃把锂和氧包裹在纳米标准的空间中，科学家把这种构造称为纳米锂。这样，LiO2，Li2O2，和Li2O的改换就不会改变资料宏观构造。此外，因为纳米锂颗粒自身十分不安稳，而具有纳米通道的二氧化钴玻璃能则恰好够安稳它们。二氧化钴一起还在充放电中扮演了催化剂的人物。

李巨表明，传统锂-空气电池实际上只不过是锂-氧电池，因为空气中的水汽和二氧化碳会跟锂发作副反响，因而锂-空气电池运用起来有必要装备巨大的辅佐系统，以除掉水汽和二氧化碳，这是个步十分艰难的过程。而新的固体锂电池已经没有了这个疑问。

自带防过充功用

新的固体锂电池还自带防过充电功用，因为电池中的化学反响会经过负反馈自我调节，当电充溢时，反响自动中止。传统电池若过充电，将对电池造成不可逆地损害，乃至爆破。可是固体锂电池在试验中接连充电15天，充电电量百倍于电池容量，可是电池毫发无损。

在充放电试验中，固体锂电池充放电120次，容量只丢失2%，这意味着远远超过了传统锂-空气电池的寿数。因为固体锂电池无需辅佐的空气净化系统，因而它能快捷地运用于电动汽车，乃至是电网级储能站。

因为固态氧阴极比锂离子电池的阴极轻得多，因而新的固体锂电池能够比同等分量的锂离子电池贮存多一倍的电量。锂电池厂商跟着技能的改善，新电池的电量还能再前进一倍。

新电池的更大优势在于它无需运用贵重的稀有资料。该电池的碳酸盐电解质十分廉价。此外，二氧化钴玻璃比纳米锂颗粒轻50%。因而，与锂-空气电池比较，新电池十分廉价，安全，且有大规模运用的潜力。研究团队方案1年内完结有用原型的制作。

未参与该项目的俄勒冈州立大学副教授季旭磊(音译，XiuleiJi)表明，新式锂电池技能的功用比较于传统的锂-空气电池有重大前进。超氧化物溶质在碳酸盐电介质中作业得极好，彻底无需氧气的介入。在充放电过程中，阴极资料都是固体，因而新电池的装置和运用很便利。