鉅大LARGE | 點擊量：1035次 | 2020年04月15日
長春應(yīng)化所鋰-氧電池反應(yīng)機理研究獲進展
(a)液氨中合成LiO2的現(xiàn)場拉曼光譜數(shù)據(jù)(b)液氨中合成的LiO2在放置一段時間后產(chǎn)生N2的質(zhì)譜數(shù)據(jù)(c-e)液氨中LiO2最終轉(zhuǎn)變?yōu)長iOH和LiOHbullH2O紅外光譜，拉曼光譜和x-射線研究結(jié)果。
鋰-氧電池與鋰-離子電池相比，具有更高的理論比能量，吸引了學術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。目前，鋰-氧電池表現(xiàn)為循環(huán)穩(wěn)定性較差，這歸因于氧還原物種（O2,LiO2和Li2O2）和電池組件（電極材料和電解液）之間的副反應(yīng)。若要消除這些副反應(yīng)，需要從本質(zhì)上理解氧還原物種的化學性質(zhì)。O2和Li2O2已從實驗和理論上研究得較為透徹，而LiO2由于在常規(guī)實驗條件下不易獲得，因此其化學性質(zhì)尚不清晰。
中國科學院長春應(yīng)用化學研究所彭章泉團隊，報道了一種在液氨(-78℃)中合成LiO2的方法，比較了O2,LiO2和Li2O2在液氨中的化學反應(yīng)性，首次從實驗上證明LiO2是鋰-氧電池中反應(yīng)活性最高的氧還原物種，并從理論上給出了LiO2在液氨中的反應(yīng)機制。同時，證明LiO2中間產(chǎn)物的存在時間越短，鋰-氧電池的可逆性越高。研究工作以LiO2:CryosynthesisandChemical/ElectrochemicalReactivities為題，發(fā)表在TheJournalofPhysicalChemistryLetters上。
基于對鋰-氧電池氧還原反應(yīng)中間產(chǎn)物化學性質(zhì)的理解，研究團隊開發(fā)了具有高度化學和電化學穩(wěn)定性的Hexamethylphosphoramide電解液體系，與目前的醚類電解液相比，提升了電池的循環(huán)壽命。研究工作以AHigh-PerformanceLi-O2BatterywithaStronglySolvatingHexamethylphosphoramideElectrolyteandaLiPON-ProtectedLithiumAnode為題，發(fā)表在AdvancedMaterials上。
