电池研究人员一致认为，未来电池技术最有希望的可能性之一是锂空气(或锂 - 氧)电池，它可以为当前领先技术的锂离子电池提供三倍于给定重量的电量。但是，制造这种电池的各种方法的测试产生了相互矛盾和令人困惑的结果，以及如何解释它们的争议。
现在，麻省理工学院的一个团队进行了详细的测试，似乎解决了围绕这种电池的一种有希望的材料的问题：一种叫做碘化锂(LiI)的化合物。该化合物被视为一些锂空气电池问题的可能解决方案，包括无法维持许多充放电循环，但相互矛盾的结果引发了材料对此任务有用的问题。新研究解释了这些差异，虽然它表明这些材料可能不适合，但这项工作为克服LiI的缺点或寻找替代材料的努力提供了指导。
新的研究结果发表在能源与环境科学杂志上，麻省理工学院WM Keck能源教授Yang Shao-Horn的论文中; Paula Hammond，David H. Koch工程学教授，化学工程系主任; Michal Tulodziecki，最近麻省理工学院电子研究实验室博士后; 麻省理工学院研究生Graham Leverick; 访问学生Yu Katayama; 和其他三个人。
锂 - 空气电池的前景来自两个电极中的一个，其通常由金属或金属氧化物制成，被流入和流出电池的空气所取代; 因此，失重物质代替重质组分之一。这种电池中的另一个电极是纯金属锂，一种轻质元素。
但是这个理论上的承诺在实践中受到限制，因为有三个问题：充电需要高电压，回收能量的回收效率低，以及电池氧气不稳定导致的低循环寿命电极。研究人员建议在电解液中加入碘化锂作为解决这些问题的方法。但公布的结果却是矛盾的，一些研究发现LiI确实改善了循环寿命，“而其他人则表明LiI的存在会导致不可逆的反应和电池循环不良，”Shao-Horn说。
该论文的第一作者Michal Tulodziecki表示，此前，“大部分研究都集中在有机物上”，以使锂空气电池成为可能。但他说，大多数这些有机化合物并不稳定，“这就是为什么人们非常关注碘化锂[一种无机材料]，有些报纸说这有助于电池达到数千次循环。但其他人说没有，它会损坏电池。“ 在这项新研究中，他说，“我们详细探讨了碘化锂如何影响该过程，无论是否有水，”这一比较结果显着。
该团队使用与大多数其他研究不同的方法研究了LiI在锂 - 空气电池放电中的作用。对电池外部的组件进行了一组研究，这使得研究人员可以对反应的一部分进行归零，而另一项研究则在电池中完成，以帮助解释整个过程。
然后，他们使用紫外和可见光光谱和其他技术来研究发生的反应。这两种方法都在LiI和水的存在下促进了不同锂化合物如LiOH(氢氧化锂)的生产，而不是Li2O2(过氧化锂)。LiI可以提高水的反应性并使其更容易失去质子，这促进了这些电池中LiOH的形成并干扰了充电过程。这些观察结果表明，找到抑制这些反应的方法可以使LiI等化合物更好地发挥作用。
Leverick说，这项研究可以指出选择不同化合物而不是LiI来实现其抑制电极表面不需要的化学反应的预期功能，并补充说这项工作证明了“仔细研究详细机制”的重要性。
Shao-Horn表示，新发现“有助于揭示现有关于LiI在出院时的作用的争议。我们认为这澄清并汇集了所有这些不同的观点。”
但研究人员表示，这项工作只是试图使锂空气技术切实可行的漫长过程中的一步。“有太多的东西要理解，”Leverick说，“所以没有一篇论文可以解决它。但我们会不断取得进展。
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