科学家突破锂电池痛点：退化问题，可延长电池使用寿命

锂电池在 1970 年代被认为是电动汽车的潜在NENGYUAN ，其能量密度可与汽油相媲美，并大大超过传统的锂离子电池。然而，在过去的几十年里，科学家们一直无法克服这项技术的实际应用所面临的挑战，包括可逆充电和低循环性，这会导致电池在几次使用中退化。

麻省理工学院、哈佛大学和康奈尔大学的一个研究小组找到了一种方法来分离和研究一种神秘分子，这种分子可能导致锂空气电池中关键成分的分解:超氧化锂。

捕获超氧化锂的关键是使用醌的限制壳,一种在生物学中用作能量载体的分子，最近在PNAS上发表的一篇关于这项工作的论文的主要作者 Matthew Nava 博士 ,Nava 现在是哈佛大学的博士后，在帕特森罗克伍德能源教授 Daniel G. Nocera 的实验室工作，他作为亨利德雷福斯化学教授克里斯托弗康明斯实验室的研究员为这项工作做出了贡献。

像许多发现一样，这一发现始于一次意外。作为康明斯集团的一名研究生时，Nava 注意到过氧化锂在接近醌时会变成蓝色，这代表了两种反应物固体的罕见颜色变化。虽然他们知道这种新材料中应该存在超氧化锂中间体，但很难证明，因为中间体被埋在高度着色的醌壳中。

锂空气电池在放电过程中通过电子从高表面积阴极转移到氧气来工作，产生过氧化锂沉积物，这是这类电池的关键存储材料。充电和放电过程中形成的超氧化锂在室温下太不稳定且寿命短，科学家无法可靠地研究;因此，能够生成和稳定这种关键的中间体是开发可行的锂空气电池的重要一步。

锂空气电池有限的可循环性表明,我们对构成这些电池能量存储单元的金属氧化物的理解是不完整的，这项工作证明了用特定材料进行封装或物理限制可能是一种有效的方法，可以防止这些电池中的电解质和电池退化并提高电池的可循环性。

随着世界缓慢过渡到可再生能源，需要解决间歇性问题以及将可再生能源转化为可用燃料的挑战。电池可能在需要可靠和高效的能量存储方面发挥关键作用，而这一发现可能为开启前进道路提供了关键钥匙。