据先容,可呼吸电池低级版本是锂-氧电池,放电时从氛围中获得氧气,充电时再放出氧气,是以被称为可呼吸电池。由此衍生出的可充钠-二氧化碳电池普通以金属钠为负极,碳等质料为正极,放电时从外界获得二氧化碳,充电时再放出二氧化碳。与锂-氧电池比,这类电池质料丰厚、制备便当,还资本化操纵二氧化碳气体,完成绿色可继续成长。
今朝钠-二氧化碳电池开辟存在一浩劫点:过量的金属钠负极简单构成枝晶,招致电池短路带来宁静隐患,且金属钠制备次要是经过电解熔融氯化钠或氢氧化钠,能耗净化大。陈军课题组降服了碳酸钠导电性差等难点,以消融析出法在多壁碳纳米管概况上制备出碳酸钠便宜复合质料,并以此作正极,导电碳作负极,初次构建出无钠预填装可呼吸钠-二氧化碳电池。该电池经过对充电容量把持可乐成按捺枝晶构成,宁静性大大加强,经测试在截容量为0.3mAh/cm2的前提下,轮回100圈后仍能包管充电电抬高于4V,课题组已组装出容量为350mAh、能量密度为183Wh/kg(基于全部电池质量)的单体电池。
碳酸钠在产业上制备简单,碳在天然界中遍及存在,陈军课题组研讨功效防止了负极金属钠的预填装,能无效低落电池的宁静隐患,为宁静电池计划供给了一种新思绪。别的,火星大气中含有95%的二氧化碳,这一无钠预填装可呼吸钠-二氧化碳电池无望为火星探测供给一种潜伏电化学动力零碎。
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