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用户动态 | 长春应化所锂-氧电池反应机理研究获新进展
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转自：中科院长春应化所科技信息平台 锂-氧电池与锂-离子电池相比具有更高的理论比能量，吸引了学术界和工业界的广泛关注。目前的锂-氧电池表现为循环稳定性较差，这主要归因于氧还原物种（O2−, LiO2和 Li2O2）和电池组件（电极材料和电解液）之间的副反应。若要消除这些副反应，需要从本质上理解氧还原物种的化学性质。O2−, Li2O2已经从实验和理论上研究得较为透彻，而LiO2由于在常规实验条件下不易获得，因此对它的化学性质不甚了解。 中科院长春应化所彭章泉团队报道了一种在液氨(-78℃)中合成LiO2的方法，比较了O2−, LiO2和 Li2O2在液氨中的化学反应性，首次从实验上证明LiO2是锂-氧电池中反应活性最高的氧还原物种，并从理论上给出了LiO2在液氨中的反应机制。同时还证明LiO2中间产物的存在时间越短，锂-氧电池的可逆性越高。研究工作以“LiO2: Cryosynthesis and Chemical/Electrochemical Reactivities”为题，发表在The Journal of Physical Chemistry Letters上。 图文导读 在液氨中合成得到的LiO2不稳定，与NH3反应释放N2,最终生成LiOH和LiOH•H2O，而O2−和 Li2O2在液氨中能稳定存在，红外和拉曼光谱没有发生变化，证明了LiO2具有最强的化学反应性。 (a): 液氨中合成LiO2的现场拉曼光谱数据，(b): 液氨中合成的LiO2在放置一段时间后产生N2的质谱数据，(c-e): 液氨中LiO2最终转变为LiOH和LiOH•H2O红外光谱，拉曼光谱和x-射线研究结果。 通过在液氨中合成LiO2，首次从实验上比较了锂-氧电池中氧还原反应中间产物的化学反应性，发现LiO2具有最强反应活性；通过选择合适的放电条件和电解液体系，减少LiO2的存在时间，可大大提升电池的可逆性。这一发现将对锂-氧电池的研发起到重要作用。 拓展阅读 基于对锂-氧电池氧还原反应中间产物化学性质的理解，团队还开发了具有高度化学和电化学稳定性的Hexamethylphosphoramide电解液体系，与目前的醚类电解液相比，极大提升了电池的循环寿命。研究工作以“A High-Performance Li-O2 Battery with a Strongly Solvating Hexamethylphosphoramide Electrolyteand a LiPON-Protected Lithium Anode”为题，发表在Advanced Materials上。 文献链接 https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpclett.7b00680 https://onlinelibrary.wiley.com/ ... .201701568/abstract 免责说明 HORIBA 在小木虫论坛所发布内容（含图片）来源于文章原创作者提供或互联网转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有，HORIBA 发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享，供读者自行参考及评述。如果您认为本文存在侵权之处，请与我们取得联系，我们会及进行处理。HORIBA 力求数据严谨准确，如有任何失误失实，敬请读者不吝赐教批评指正。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。 HORIBA科学仪器事业部 结合旗下具有近 200 多年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术，HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供最先进的检测和分析工具及解决方案。如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。 |
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