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根据本周发表在《自然能源》上的一篇论文，一种新的电池化学物质可以以“非常可扩展、廉价且更安全”的方式提高锂空气电池的效率和寿命，胜过其前代产品。
锂空气电池具有提供相对于重量而言较高的能量输出的潜力。但是，先前的设计面临着重大挑战，包括能量损失高、快速退化以及使其与传统密封电池不兼容的昂贵组件。
根据麻省理工学院教授 Ju Li 和他的合著者在他们的新论文中的说法，他们的新型纳米氧化锂阴极电池设计可以克服所有这些挑战。
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这种新型电池的关键在于它能够克服当今锂空气电池中输入电压和输出电压之间1.2伏的失配。总的来说，这些之前的设计在充电过程中会以热量的形式浪费大约30%的电力，Li教授说，“如果你充电太快，实际上可能会燃烧”。
在他们的新型电池中，Li 和他的团队将这种失配减少到 0.24 伏，这意味着只有 8% 的电力以热量的形式损失。这种减少意味着更高的效率，同时也解决了与高水平散热（即火灾）相关的许多安全问题。
电压失配的减少得益于称为“纳米氧化锂”的纳米粒子。这些小颗粒包含锂和氧——其本身是一种高度不稳定的组合，但在 Li 和他的团队将其嵌入氧化钴基质中时，它会变得稳定。
这种嵌入纳米氧化锂的基质允许氧气在整个充电/放电过程中保持固态。这与传统的锂空气电池有很大不同，在传统锂空气电池中，氧气是从外部空气中获取的，并且允许其恢复为气体。
Li 和他的团队——其中包括麻省理工学院的研究科学家 Akihiro Kushima 和 Zongyou Yin、北京大学的 Lu Qi 以及阿贡国家实验室的 Khalil Amine 和 Jun Lu——已经成功完成了该技术的实验室测试，并预计在一年内开发出一个实用的原型。