日本国立研究开发法人物质材料研究机构（NIMS）首次发现，锂空气电池的充电电压强烈依赖于放电时生成的过氧化锂（Li2O2）的“结晶性”，过氧化锂的结晶性越高，充电电压也就越高。
充电电压升高是阻碍锂空气电池实现实用化的一大课题，此次的研究成果将成为抑制充电电压升高的重要发现。
锂空气电池拥有非常高的理论能量密度，因此在无人机、IoT设备，以及纯电动汽车和家用蓄电系统等领域的应用备受期待。锂空气电池存在的最大课题是，充电电压（（过压）升高会诱发副反应，导致充电次数缩短。但此前关于充电电压升高的原因知之甚少。
此次，研究团队着眼于放电生成物过氧化锂（Li2O2）的结晶性，首次发现晶体结构越无序（结晶性较低），越能以低电压充电。已知过氧化锂（放电反应）通过以下两种途径生成：①在碳电极上发生反应、②经由电解液发生反应（歧化反应）。研究发现，通过①生成的Li2O2能以3.5V以下的电压充电（分解），而②则需要4V以上的电压，而且①生成的Li2O2结晶性更低。这个结果表明，充电电压升高是由反应路径②生成的高结晶性Li2O2引起的，只要抑制这种高结晶性Li2O2，就能降低充电电压。
图：锂空气电池的放电过程（生成Li2O2）模式图
论文信息
题目：Quantitative Delineation of the Low Energy Decomposition Pathway for Lithium Peroxide in Lithium-Oxygen Battery
期刊：Advanced Science
doi：10.1002/advs.202001660
文：JST客观日本编辑部
