记者27日从中国科学技术大学获悉，该校特任教授谈鹏团队在锂氧气电池领域取得了重大突破。他们发现，通过精确调控锂离子浓度，优化传输与成核动力学之间的匹配关系，可以显著提升锂氧气电池的放电容量，为开发高能量密度的锂空气电池奠定了坚实的理论基础。

　　锂氧气电池因其卓越的理论能量密度，被视为未来能源存储领域的革命性技术。尽管近年来研究人员在提升锂氧气电池的高倍率性能和稳定性方面取得了显著进展，但实际容量仍远低于理论值。这一瓶颈主要源于多孔正极内部空间利用率的不足，以及相变、传质和法拉第反应等复杂过程的耦合效应，给揭示正极过程和突破容量瓶颈带来了巨大挑战。

　　为了攻克这一难题，谈鹏团队深入研究了放电产物过氧化锂的微观行为和电化学性能之间的关系。他们通过改变锂离子浓度来调节初始动力学状态，从而排除了溶剂、催化剂等因素对过氧化锂行为的影响。实验结果显示，锂离子浓度对电化学性能的影响趋势与离子电导率趋势并不一致，且过氧化锂的行为也无法完全用传统的成核理论来解释。

　　为了更深入地探究过氧化锂的分布特性，研究团队采用了可视化电极和跨尺度数学模型。他们发现，在0.5摩尔每升的电解液中，过氧化锂颗粒呈现出逆氧气梯度分布，这表明成核与传输动力学达到了最佳平衡状态，从而实现了最大的放电容量。

　　此外，研究团队还指出，突破锂氧气电池容量瓶颈的关键在于维持电极深处的物质传输，而不仅仅是加速氧气传输。这一发现深化了人们对电极设计准则的理解，并为其他固体产物体系的金属-气体电池提供了有益的参考路径。

　　据悉，该团队的相关研究成果已近日在国际权威学术期刊《自然·通讯》上发表，标志着中国在锂氧气电池领域的研究取得了重要进展。

（文章来源：经济参考报，图片来源：中国科学技术大学官网）