锂空气电池：发电效率提升50倍

锂空气电池

发表在2月3号的《科学》杂志。这个研究厉害了，是关于锂空气电池的。这在学术领域，被称为锂电池研究的终极理想。因为假如它做成了，几乎能让锂电池的能量密度，直逼汽油。

所谓能量密度，就是每单位质量里，所包含的能量。锂电池的能量密度，一般用平均每千克锂电池，包含多少度电（Wh/kg）这个参数来衡量。现在市面上的磷酸铁锂或者三元锂电池，大概每千克含有0.2度电。而汽油的能量密度，大概是每公斤13度电。差距是不是很大？但是，假如锂空气电池做成，它的能量密度，能达到每公斤10度电。你看，是不是已经非常接近汽油了？

顺便做个小科普。为什么锂空气电池的能量密度那么高？这得从锂电池的结构说起。粗略看，锂电池的关键结构只有四个，分别是，正极、负极、正负极中间的隔膜，以及起到浸润作用的电解质。你可以这么理解，这四个关键结构，共同给锂离子提供了一个舞台。当锂离子在这个舞台上奔跑的时候，就产生了电流。

但问题就是，这个舞台上面并不平坦。前面说的那四种结构，就像一根根柱子，戳在舞台上。锂离子没法尽情奔跑。怎么办？干脆就把这些柱子拆掉。所谓锂空气电池，就是把其中一部分结构，直接换成空气，把舞台变得特别平坦。这么一来，锂离子在上面就可以撒欢地跑，能量密度自然就提高了。

但问题就在于，锂空气电池一直是个理论，在实验方面，遇到了很多问题，比如空气的化学成分太过复杂、锂离子本身的反应效率等等。这些技术细节咱们就不展开说了。这些问题搞得科学家们都快怀疑人生了。甚至有人开始质疑，说锂空气电池，只是一个忽悠科研经费的噱头。

但是最近，美国的阿贡国家实验室，取得了重要进展。他们在锂空气电池这套理论模型里，把实验品的能量密度，提升到了每千克1度电，达到了理论最优值的十分之一。更关键的是，这可以证明，锂空气电池这个方向是可行的。