日本研发出全固态空气蓄电池 未来可用于便携式电子设备

【蜂耘网 新能源】据报道，日本山梨大学和早稻田大学的研究团队近日合作开发出了一种新型的全固态空气蓄电池。该电池以质子交换膜为电解质，以空气中的氧气为正极、具有氧化还原活性的有机物为负极，可实现多次充电、重复使用。该成果已于5月16日发表在德国化学学会学术期刊《应用化学国际版》中。

空气电池

空气电池是化学电池的一种。但与一般的化学电池不同，空气电池以空气中的氧作为正极活性物质，以金属（通常为铝、镁、锂等）作为负极活性物质，碱性电解质水溶液作为电解质溶液，通过吸入空气中的氧气与阴极的金属进行反应放电。

空气电池具有比能量高的特点。空气电池的正极是空气中的氧气，因此空气电池的理论比能量也比一般的电池要高得多。虽然实际比能量不及理论值的5%，但也是铅酸电池的7~8倍、镍氢电池的5.8倍、锂电池的2.3倍，拥有更强的续航能力。

此外，空气电池不会对环境造成危害。空气电池通过负极消耗金属、正极消耗氧来放电，产生的金属氧化物对环境无害，还能通过还原反应进行回收，再次利用。负极金属的可回收，加上空气电池的构成材料多为常见材料，也让空气电池的制作成本变得极低。

比能量高、成本低、还环保，空气电池看似十分美好，但同样也存在着各种各样的问题：

首先是充电问题。空气电池的充电效率一般只有50%左右，在使用过程中负极金属还会被氧化，进一步降低充电和放电效率。而且当负极金属被完全氧化后，就需要替换新的负极金属才能重新使用。

其次是安全问题。空气电池多使用溶液电解质，容易因电解液泄露导致产生一些安全问题。

最后是寿命问题。空气电池不能密封，容易导致电解液干涸，空气中的水分也会对负极金属造成腐蚀，降低电池寿命。

固态空气蓄电池

为了解决上述问题，研究人员经过各种尝试，最终通过使用2,5-二羟基-1,4-苯醌的聚合物作为负极，质子交换膜作为电解质，含铂催化剂作为正极的气体扩散电极（活性材料是氧）制作出了全新的固态空气蓄电池。

研究显示，使用 2,5-二羟基-1,4-苯醌的聚合物作为负极可显著提升电池的放电容量。在 15C 的放电倍率下，使用 2,5-二羟基-1,4-苯醌的聚合物作为负极的全固态空气蓄电池的充放电循环次数可达 30 次。

据了解，该电池安全性更高，更加轻便，在弯折状态下也可使用。并且由于材料中没有水分，不会因水导致电极性能下降。研究人员称今后会继续通过研究提高材料性能，增强实用性，未来或许能够在笔记本电脑、PAD、手机等便携式电子设备上看到该电池的应用。

（蜂耘新能源网  责任编辑：村下秋冬）