Li-SF₆電池不僅具有高的理論能量密度（3922 Wh/kg），同時為難降解的惰性溫室氣體SF₆提供了一條溫和高效的轉(zhuǎn)化途徑，因而在近年來開始備受關(guān)注。然而，還原過程因其緩慢的動力學(xué)而受到阻礙。

在此，廈門大學(xué)楊勇教授等人首次報道了將酞菁鈷（CoPc）作為一種還原催化劑應(yīng)用于Li-SF₆電池，以提高反應(yīng)動力學(xué)。其中，CoPc分子高度分散在碳基底中作為氣體電極，CV測試和紫外可見光譜（UV-vis）結(jié)果表明Co(II)Pc會在放電開始時被還原為溶解的[Co(I)Pc] ^– 物種，從而以更高的電位 (≈2.85 V) 催化SF₆還原。

由于溶解的[Co(I)Pc]^– 和鋰負極之間的反應(yīng)，放電期間催化活性降低，這可以通過對鋰金屬進行氟代碳酸亞乙酯（FEC）處理來抑制。

圖1. CoPc的分子結(jié)構(gòu)及表征

通過使用高度多孔的氮摻雜碳納米籠作為碳基底，Li-SF₆電池在50 mA g^-1的電流密度下可以獲得2.82 V的放電電壓，并在0.1 mA cm^-2的電流密度下達到25 mAh cm^-2的高面積容量，遠遠優(yōu)于先前報道的性能。

這項工作證明了在環(huán)境條件下使用非貴金屬催化劑促進Li-SF₆化學(xué)反應(yīng)的可能性，為鋰電池中SF₆的高效轉(zhuǎn)化開辟了新的路徑。

圖2. Li-SF₆電池的電化學(xué)性能

Enhancing the Reduction Kinetics of Li-SF₆ Batteries by Dispersed Cobalt Phthalocyanines on Porous Carbon, Small 2021. DOI:10.1002/smll.202103778