鋰空氣電池正極研究獲進展

鋰空氣電池因具有超高的理論能量密度而被認為是電動汽車的潛在動力電源。鋰氧電池的放電產物過氧化鋰（Li22）具有絕緣、不溶的特性，因此，隨著放電的進行，電極表面會逐漸被其鈍化而導致放電終止。大尺寸Li2222在電極表面往往隨機散落，難以保證其與電極材料之間的有效接觸，從而限制了電池的倍率性能和能量效率。因此，亟需實現大尺寸Li2科學院蘭州化學物理研究所清潔能源化學與材料實驗室研究員閻興斌課題組與羰基合成與選擇氧化國家重點實驗室、吉林大學相關研究人員合作，通過匹配不同放電特徵的金屬氧化物，設計了自支撐的碳紙-二氧化錳-四氧化三鈷（CP-MnO2研究人員首先研究了單一金屬氧化物的放電特徵。研究發現，單晶α-MnO2納米棒放電時優先吸附Li+，而且其主暴露面(020)和(110)對超氧化鋰（LiO2，放電中間產物）的吸附能十分相近，這可促進Li222表面快速、均勻成核，並誘導顆粒狀Li22342222334234納米片陣列的沉積高度，提高了其比表面積，延長了放電時間；另一方面，放電時Li222表面優先快速成核，使α-MnO22222223234電極材料在放電過程中的協同效應，實現了大尺寸Li22在電極框架中的嵌入式生長。與單金屬氧化物電極電池相比，使用該電極的電池展現出了更高的比容量（～100mA g-1時，比容量為4850mAh g-1234電極的3倍以上）、倍率性能（600mAg-1時，比容量仍在3500mAhg-1以上）和更加優異的循環性能（限定容量為1000mAhg-1時，可穩定循環50次以上）。該研究工作近期在線發表在

上。

以上工作得到了蘭州化物所「一三五」重點培育項目、國家自然科學基金的資助和支持。

Li2