预紧力对锂空气电池性能的影响

李 洁，侯林发，阎方正，孙 红

(沈阳建筑大学机械工程学院，辽宁 沈阳 110168)

随着化石能源的日益消耗以及其带来的一系列环境问题，寻找和开发绿色能源显得尤为关键.锂空气电池由于其能量密度高、环境友好以及成本低，已经成为国内外科研工作者的研究热点[1-6].锂空气电池以金属锂作为负极，多孔空气电极作为正极，氧气作为反应物质，并通过催化剂促进正极的氧化还原反应[7-9].目前，锂空气电池的研究主要集中在多孔正极材料、催化剂以及电解液上，而对锂空气电池装配过程中所施加的预紧力研究较少.Zhou Y等[10]开发了一个数学模型来研究装配力对不同厚度的气体扩散层和膜的影响，结果表明较薄的气体扩散层和膜的组合有利于更好的电池性能，并且对装配力具有合理的敏感性.Lee W K等[11]通过试验研究螺栓扭矩对PEM燃料电池三种不同类型的气体扩散层的影响，并得出了最佳的扭矩.所以预紧力的大小对电池性能的发挥有着重要的影响.

锂空气电池领域常用的正极碳材料有碳纳米管(CNT)和科琴碳(KB).1991年日本NEC公司的专家首次发现碳纳米管这种材料，由于其较高的纵横比和高导电率可以使电子在电极中具有较高的转移速度因此被应用在电极上[12].随后，Chen等[13]运用了浮游催化剂的方法制备出了多壁碳纳米管纸，且让其作为非质子锂空气电池的阴极载体使其在500 mAh·g-1的电流密度下进行放电，其首次放电容量达到了34 600 mAh·g-1.而近期Maltseva N.V等[14]研究发现……