新聞事件：

• 日本產業技術綜合研究所與日本學術振興會開發出了新結構的鋰-空氣電池

行業影響：

• 汽車便可無需充電等待時間，立即行駛
• 通過回收用過的水性電解液可實現鋰的反複使用
• 是以金屬鋰為燃料的新型燃料電池

鋰-空氣電池首次實用化

另外，業內還進行了其他嚐試，雖然仍使用有機溶媒
，但不同的是以全新的構成來提高電池的能量密度。這就是鋰-空氣電池。在這種嚐試下，日本產業技術綜合研究所與日本學術振興會開發出了新結構的鋰-空氣電池。

鋰—空氣電池的概念很早就提出來了（圖7）。由you於yu在zai正zheng極ji上shang使shi用yong空kong氣qi中zhong的de氧yang作zuo為wei活huo性xing物wu質zhi，因yin此ci理li論lun上shang正zheng極ji的de容rong量liang密mi度du是shi無wu限xian的de
，可ke加jia大da容rong量liang。另ling外wai，如ru果guo負fu極ji使shi用yong金jin屬shu鋰li，理li論lun容rong量liang會hui比bi鋰li離li子zi充電電池提高一位數。
 


圖7：原來的鋰-空氣（氧）電池的原理圖顯藍色的反應生成物會阻塞催化劑

　　
不過，鋰-空氣電池至今都未普及。原因是存在致命缺陷，即固體反應生成物氧化鋰（Li2O）會在正極堆積

，使電解液與空氣的接觸被阻斷，從而導致放電停止。

日本產綜研通過將電解液分成兩種解決了這一問題。在負極（金屬鋰）一側使用有機電解液，在正極（空氣）一側使用水性電解液。在兩種電解液之間設置隻有鋰離子穿過的固體電解質膜，將兩者隔開（圖8）。這樣便可防止電解液混合，並促進電池發生反應。





                                                         圖8：新結構的鋰-空氣電池的結構左為放電，右為充電。追加了隔開左右的膜。

負fu極ji采cai用yong金jin屬shu鋰li條tiao。負fu極ji用yong電dian解jie液ye組zu合he使shi用yong的de是shi含han有you鋰li鹽yan的de有you機ji電dian解jie液ye。雖sui然ran不bu能neng棄qi用yong有you機ji溶rong媒mei
，但dan卻que限xian定ding了le使shi用yong方fang法fa。正zheng極ji用yong水shui性xing電dian解jie液ye使shi用yong堿jian性xing水shui溶rong性xing凝ning膠jiao
，與yu微wei細xi化hua後hou的de碳tan和he低di價jia氧yang化hua物wu催cui化hua劑ji形xing成cheng的de正zheng極ji組zu合he。

在該電池中，由放電反應生成的並非是固體的Li2O

，而是容易溶解在水性電解液中的LiOH（氫氧化鋰）。yinci
，yanghualizaikongqidianjiduijihou，buhuidaozhigongzuotingzhi。lingwai
，shuijidandengyebuhuichuanguogutidianjiezhidegebi，yincibucunzaiyufujidelijinshufashengfanyingdeweixian。erqie，zaichongdianshi，ruguopeizhichongdianzhuanyongdezhengji，haikefangzhichongdaodianzhikongqidianjidefushihelaohua。

以0.1A/g的放電率進行放電時，放電容量約為9000mAh/g。以前的鋰-空氣電池的放電容量僅為700～3000mAh/g，可以說實現了容量的大幅增加。

另外，如果使用水溶液取代水溶性凝膠，便可在空氣中以0.1A/g的放電率連續放電20天，其放電容量約為5萬mAh/g
，比原來高一位數（圖9）。由(you)於(yu)金(jin)屬(shu)鋰(li)電(dian)池(chi)的(de)容(rong)量(liang)原(yuan)本(ben)就(jiu)比(bi)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)高(gao)一(yi)位(wei)數(shu)
，因(yin)此(ci)該(gai)數(shu)值(zhi)共(gong)比(bi)鋰(li)離(li)子(zi)充(chong)電(dian)電(dian)池(chi)高(gao)兩(liang)位(wei)數(shu)。水(shui)溶(rong)液(ye)的(de)性(xing)能(neng)較(jiao)高(gao)
，但(dan)在(zai)易(yi)用(yong)性(xing)上(shang)凝(ning)膠(jiao)更(geng)為(wei)出(chu)色(se)。今(jin)後(hou)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)對(dui)這(zhe)兩(liang)者(zhe)中(zhong)的(de)哪(na)一(yi)個(ge)進(jin)行(xing)開(kai)發(fa)。



圖9：新結構鋰-空氣電池的長時間連續放電曲線放電容量約為5萬mAh/g，是比原來的鋰-空氣電池高一位數。

這zhe種zhong技ji術shu還hai可ke考kao慮lv與yu單dan純chun的de充chong電dian電dian池chi不bu同tong的de使shi用yong方fang法fa。如ru果guo不bu對dui電dian池chi進jin行xing充chong電dian
，而er是shi通tong過guo底di座zuo更geng換huan正zheng極ji的de水shui性xing電dian解jie液ye，以yi卡ka盒he等deng方fang式shi補bu給gei負fu極ji的de金jin屬shu鋰li
，汽qi車che便bian可ke無wu需xu充chong電dian等deng待dai時shi間jian
，立li即ji行xing駛shi（圖10）。通過回收用過的水性電解液

，以電氣方式重新生成金屬鋰

，還可實現鋰的反複使用。可以說是以金屬鋰為燃料的新型燃料電池。



圖10：循環使用鋰的“金屬鋰燃料電池” 不進行充電，而是以卡盒等方式更換金屬鋰。