強大的新電池有助於實現綠色電網，鋰氧電池研發取得突破性進步

鋰離子電池為我們的智能手機和汽車提供動力。但他們最有希望的替代品是鋰氧電池，理論上可以儲存10倍的能量。唯一的問題是，它們在少量充電周期後就會崩潰。現在，研究人員發現，在高溫下運行它們，再加上其他一些修復措施，可以使它們至少循環150次。雖然它們太熱而無法在手機中使用，但鐵路車輛大小的鋰氧電池有朝一日可以支撐綠色能源網，存儲多餘的風能和太陽能，並按需提供。

劍橋麻省理工學院的化學物理學家楊紹恩（Yang Shao-Horn）說，「這非常令人鼓舞」，她和其他人提醒說，新電池必須經過更長的壽命（更多的循環）才能被大眾市場接受。

與鋰離子電池相似，鋰氧電池由兩個電荷儲存電極組成，這兩個電荷儲存電極由液體電解質隔開，鋰離子在充電和放電過程中通過液體電解質流動。當放電時，鋰原子將電子釋放到帶正電的電極或陽極，留下帶正電的鋰離子流過電解質到達帶負電的陰極。在那裡，它們與空氣中的氧反應，最終形成過氧化鋰(Li2O2)，這種化合物隨著時間的推移會損壞電解質。該反應還會產生一種更具活性的化合物，稱為超氧化物，使多種電池組件失效。

近年來，研究者們試圖設計出能夠抵抗鋰離子和超氧物的電解質，幾乎沒有成功。加拿大滑鐵盧大學的化學家琳達·納扎爾（Linda Nazar）說：「人們瀕臨放棄希望的邊緣。」

但2年前，美國的一組研究人員提出了第一個突破性提示。他們測試了另一種替代電解質，這種電解質由鹽的組合製成，在加熱時變成液體。這種熔鹽經受住了氧化鋰和超氧化物的破壞，但電池的碳基陰極仍然不能呈受。

現在，納扎爾和她的同事又邁出了一步。他們保留了熔鹽電解質，但用鎳基版本取代了碳陰極。他們還將電池的工作溫度提高到150°C。這種組合不是產生氧化鋰(Li2O2)和超氧化物，而是產生Li 2 O，這是一種不會破壞電解質或其他任何物質的穩定化合物。納扎爾和她的同事近日在《科學》雜誌上報道說，電池在150次循環幾乎沒有退化。

麻省理工學院的機械工程師貝塔爾·加蘭特（Betar Gallant）說：「這表明，如果我們跳出常規思維，就會有進一步發展的空間。」但她和楊紹恩都提醒說，鋰氧電池還有很長的路要走，才能有機會震撼市場。最重要的是，加蘭特說，電池需要進行更多周期測試，以確保它們不會成為早期測試中不出現的其他類型的犧牲品。如果可以成功，它可能會迎來電池和綠色能源技術的新時代。

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