AEM：超氧阴离子自由基的双功能分子载体用于稳定高效的锂氧电池

Nanoyu

2020-09-23

锂氧（Li-O₂）电池面临的主要挑战仍然是循环效率低和稳定性差。这些问题主要是由Li-O₂电池运行过程中产生的自由基物种引发或与之相关，这些自由基物种会导致电解质和空气电极的显著恶化。因此，调节这些自由基物种的反应性对于抑制这些副反应具有重要意义。

近日，韩国首尔大学Kisuk Kang报道了一种双功能分子，其能够通过在放电和充电过程中可逆地形成稳定的中间配合物来缓解Li-O₂电池中产生的自由基物种的反应性。

文章要点

1）5，5-二甲基-1-吡咯啉N-氧化物（DMPO）被广泛用于检测氧自由基的化学试剂，在超氧自由基存在下诱导中间体配合物DMPO-O₂^-的可逆形成。

2）结果表明，DMPO介导了O₂^--参与的电化学反应，显著抑制了副反应，提高了氧气效率。此外，研究人员还观察到，在充电时，DMPO会主动清除放电产品表面的超氧化物，从而大大降低充电过电位。

3）基于自由基的调解和清除超氧化物的功能，实际Li-O₂电池的循环稳定性超过200次，比容量为1000 mAh g^-1。

这些发现表明了控制自由基物种反应性的重要性，并为实现稳定和高效的Li-O₂电池提供了一条新的途径。

Youngjoon Bae, et al, Dual-Functioning Molecular Carrier of Superoxide Radicals for Stable and Efficient Lithium–Oxygen Batteries, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.201904187

https://doi.org/10.1002/aenm.201904187