盖世汽车讯 许多车主都希望电动汽车的单次充电续航能达到1000英里以上。据外媒报道，伊利诺伊理工学院（IIT）和美国能源部阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）的研究人员开发了一种锂空气电池，将来可能为长途卡车和飞机提供动力，使这一梦想成为现实。

（图片来源：阿贡实验室）

这种锂空气电池采用的新组分主要是固体电解质，而不是常用的电解液。相比之下，使用固体电解质的电池安全性更高，而锂离子和其他类型电池使用电解液，可能存在过热和起火风险。更重要的是，受益于这种固体电解质电池化学，锂空气电池的能量密度可能达到锂离子电池的四倍，从而实现更长的续航里程。

阿贡研究人员Larry Curtiss表示：“在除锂离子电池以外的下一代电池技术中，预计锂空气电池的能量密度是最高的。十多年来，阿贡等机构的研究人员致力于开发一种可以利用空气中的氧气的锂电池。”

以往的锂空气电池设计，在放电过程中，锂金属负极中的锂通过电解液移动，并与氧结合，从而在正极产生过氧化锂（Li2O2）或超氧化锂（LiO2）。然后，在充电过程中，过氧化锂或超氧化锂被分解成锂和氧成分。这种化学序列按需储存和释放能量。

这种新型固体电解质由陶瓷聚合物材料组成，能够在放电时实现可产生氧化锂（Li2O）的化学反应，而这种聚合物材料由成本较低的、纳米颗粒形式元素制成。阿贡化学家Rachid Amine表示：“超氧化物锂或过氧化锂的化学反应，只涉及每个氧分子存储的一到两个电子，而氧化锂则涉及四个电子。储存的电子越多，能量密度就越高。”

该团队设计的锂空气电池据称是首次在室温下实现四电子反应，并利用周围环境空气供应的氧气进行操作。因为可以利用空气运行，所以用不到氧气罐，进而解决了早期设计中存在的一个问题。该团队利用多种技术确定四电子反应的发生。一项关键技术是通过透射电子显微镜（TEM）观察正极表面的放电产物，这是在美国能源部科学办公室用户设施阿贡纳米材料中心进行的。TEM图像提供了对四电子放电机制的见解。

以前，锂空气测试电池的循环寿命非常短。该团队构建并测试电池，使其运行1000次循环，从而证明其在反复充放电过程中的稳定性。Curtiss表示：“随着进一步的发展，希望这种新的锂空气电池设计能达到每千克1200瓦时的创纪录能量密度。这几乎是锂离子电池的四倍。”

这项研究由美国能源部车辆技术办公室和基础能源科学办公室，通过能源存储研究联合中心资助。