无机材料学报 ›› 2014, Vol. 29 ›› Issue (2): 113-123.DOI: 10.3724/SP.J.1077.2014.10003 CSTR: 32189.14.SP.J.1077.2014.10003

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二次锂空气电池研究的快速发展及其急需解决的关键科学问题

郭向欣1, 黄诗婷1, 赵 宁1, 崔忠慧1, 范武刚1, 李驰麟1, 李 泓2   

  1. (1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海200050; 2.中国科学院 物理研究所, 北京100090)
  • 收稿日期:2013-09-03 修回日期:2013-09-17 出版日期:2014-02-20 网络出版日期:2014-01-17
  • 作者简介:郭向欣, 男, 中国科学院上海硅酸盐研究所研究员, 博士生导师。2000年在中国科学院物理研究所获博士学位。随后, 在德国斯图加特马普固态研究所等欧洲著名单位连续从事科研工作8年。期间的工作主要集中于: (1) 离子导电材料电输运特性的界面调控; (2) 低维材料的外延生长与原位同步辐射监控。2008年受到中科院“百人计划”资助进入上海硅酸盐研究所工作, 2009年获得中国科学院“百人计划”择优支持和上海市“浦江人才计划”的荣誉称号与资助。目前作为负责人承担国家自然科学基金项目多项, 作为“离子导电能量转换材料与薄膜锂电池研究” 课题组组长承担“中国科学院重点部署项目: 锂空气电池关键材料”和“上海硅酸盐研究所-索尼锂电池联合实验室”的国际合作项目。当前主要研究集中于: (1) 高比能二次金属空气电池; (2) 界面离子输运与存储及其在能源材料中的应用。迄今, 已在Adv. Mater., Adv. Energy Mater. Adv.Funct.Mater., Nano. Lett., J. Power Sources, J. Phys. Chem. C, Appl. Phys. Lett., Phys. Rev. B等重要国际学术期刊发表论文几十篇, 受到国内外科学家的关注。

Rapid Development and Critical Issues of Secondary Lithium-air Batteries

GUO Xiang-Xin1, HUANG Shi-Ting1, ZHAO Ning1, CUI Zhong-Hui1, FAN Wu-Gang1, LI Chi-Lin1, LI Hong2   

  1. (1. Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China; 2. Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100090, China)
  • Received:2013-09-03 Revised:2013-09-17 Published:2014-02-20 Online:2014-01-17

摘要: 二次锂空气电池在实现超高能量密度方面具有巨大的潜力, 因而成为近年的研究热点。针对电池的反应机制、循环寿命、过电势及倍率性能等关键问题, 国内外科学家开展了大量的研究工作, 取得了显著的进展。本文依据这些最新的研究进展, 结合作者在这些方面的探索和体会, 以关键科学问题为主线, 总结了近年来二次锂空气电池发展过程中的积极进展和面向实际应用迫切需要解决的科学问题。

关键词: 二次锂空气电池, 惰性电解质, 高能量密度, 电池性能, 反应机制, 综述

Abstract: Rechargeable lithium-air batteries have been the focus in recent years, owing to their great potential for achieving super-high specific energy density. Many researchers have carried out investigations on crucial issues such as reaction mechanism, cycle life, overpotential, rate capability, and significant progresses have been made. Based on these efforts, in combination with our own experience, this paper summarizes recent development of secondary lithium-air batteries, and our opinions on the critical scientific issues which are urgently required to solve in view of real application.

Key words: secondary lithium-air batteries, aprotic electrolytes, high energy density, battery performance, reaction mechanism, review

中图分类号: