日本國立研究開發法人物質材料研究機構（NIMS）首次發現，鋰空氣電池的充電電壓強烈依賴於放電時生成的過氧化鋰（Li2O2）的「結晶性」，過氧化鋰的結晶性越高，充電電壓也就越高。
充電電壓升高是阻礙鋰空氣電池實施實用化的一大課題，此次的研究成果將成爲抑制充電電壓升高的重要發現。
鋰空氣電池擁有非常高的理論能量密度，因此在無人航空載具、IoT設備，以及純電動車和家用蓄電系統等領域的應用備受期待。鋰空氣電池存在的最大課題是，充電電壓（（超壓力）升高會誘發副反應，導致充電次數縮短。但此前關於充電電壓升高的終極因數知之甚少。
此次，研究團隊着眼於放電生成物過氧化鋰（Li2O2）的結晶性，首次發現晶體結構越無序（結晶性較低），越能以低電壓充電。已知過氧化鋰（放電反應）透過以下兩種途徑生成：①在碳電極上發生反應、②經由電解液發生反應（歧化反應）。研究發現，透過①生成的Li2O2能以3.5V以下的電壓充電（分解），而②則需要4V以上的電壓，而且①生成的Li2O2結晶性更低。這個結果表明，充電電壓升高是由反應路徑②生成的高結晶性Li2O2引起的，只要抑制這種高結晶性Li2O2，就能降低充電電壓。
圖：鋰空氣電池的放電程序（生成Li2O2）模式圖
論文資訊
題目：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客觀日本編輯部
