团队开发出能量密度高于目前锂离子电池的锂空气电池

NIMS 和 Softbank Corp. 开发了一种能量密度超过 500Wh/kg 的锂空气电池——显着高于目前的锂离子电池。研究小组随后证实，这种电池可以在室温下充电和放电。此外，该团队发现该团队开发的电池显示出有史以来最高的能量密度和最佳的循环寿命性能。这些结果标志着锂空气电池的实际应用迈出了重要一步。

锂空气电池具有成为终极可充电电池的潜力：它们重量轻、容量大，其理论能量密度是目前可用锂离子电池的数倍。由于这些潜在优势，它们可能会在广泛的技术中得到应用，例如无人机、电动汽车和家用电力存储系统。

NIMS 一直在 ALCA-SPRING 计划(ALCA：先进低碳技术研发计划，SPRING：创新下一代电池特别促进研究)的支持下开展锂空气电池的基础研究。该计划由科学技术振兴机构 (JST) 资助，旨在加速大容量可充电电池的研发。2018年，NIMS与软银共同成立了先进技术开发中心，进行研究，目标是让锂空气电池在手机基站、物联网(IoT)、HAPS(高海拔平台站)等领域实现实用化和其他技术。尽管它们的理论能量密度非常高，实际上只有少数具有高能量密度的锂空气电池被制造和评估。这种有限的成功归因于这样一个事实，即按重量计算的大部分锂空气电池包含不直接参与实际电池反应的大量非活性成分(例如，隔膜和电解质)。

该研究团队此前曾在 ALCA-SPRING 支持的研究中开发出可显着提高锂空气电池性能的原始电池材料。该团队随后在 NIMS-SoftBank 先进技术开发中心开发了一种制造高能量密度锂空气电池的技术。最后，他们通过结合这些新材料和制造技术创造了一种新的锂空气电池。开发的电池显示出超过 500 Wh/kg 的能量密度，大大高于目前可用的锂离子电池。值得注意的是，重复的放电和充电反应在室温下进行。能量密度 根据 NIMS 进行的调查(截至 2021 年 12 月 14 日)，该电池的性能和循环寿命性能是有史以来最高的

该团队目前正在开发更高性能的电池材料，并计划将其集成到新开发的锂空气电池中，以大大提高电池的循环寿命。然后，该团队计划在 NIMS-SoftBank 先进技术开发中心加快将电池投入实际使用的工作。

该项目由松田昭一(NIMS 高级研究员)、Manai Ono(NIMS 博士后研究员)、山口正司(NIMS 专家)和鱼崎晃平(NIMS 研究员;同时也是 NIMS 主任)领导的研究小组进行-软银先进技术开发中心)。