非質(zhì)子鋰-氧電池 (LOBs) 可以提供極高的能量密度，但由于典型的表面或溶液形成的絕緣固體 Li2O2，其很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速可逆性和大容量。
調(diào)整 Li2O2 的結(jié)構(gòu)以在正極上創(chuàng)建大面積非晶層，預(yù)計(jì)將克服多重性能限制。
圖1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖
基于此，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)宋禮、王昌達(dá)在國際期刊Advanced Functional Materials發(fā)表題為《Single-Atom Catalyst Induced Amorphous Li2O2 Layer Enduring Lithium–Oxygen Batteries with High Capacity》的研究論文。
?圖2 Ni─NG SAC電極在LOBs中的電化學(xué)性能
在此，作者通過綠色點(diǎn)擊捕獲策略，將單原子分散的鎳錨定在氮摻雜石墨烯中，用作LOBs的正極催化劑（Ni─NG SAC）。
由于正極原子活性位點(diǎn)的最大化暴露，定制了Li2O2的形成/分解機(jī)制，并獲得了大面積的Li2O2非晶薄膜。
圖3 Ni─NG SAC陰極上非晶Li2O2層的形成機(jī)制
通過理論計(jì)算和同步輻射研究，作者探索了Ni─NG SAC的結(jié)構(gòu)和功能。因此，豐富的 Ni─N4 位點(diǎn)增強(qiáng)了氧化還原動(dòng)力學(xué)，并在 200 mA g?1的電流密度下，提供令人印象深刻的24248/17656 mAh g?1的放電/充電比容量，以及超過500次循環(huán)的長循環(huán)壽命。
這項(xiàng)研究通過構(gòu)建獨(dú)特的單原子催化劑來優(yōu)化非晶放電Li2O2產(chǎn)物的形成，為實(shí)現(xiàn)具有長壽命的高容量LOBs提供了有益的見解。
文獻(xiàn)信息：Single-Atom Catalyst Induced Amorphous Li2O2 Layer Enduring Lithium–Oxygen Batteries with High Capacity., 2024.
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