Nature子刊：Na-O2电池中放电产物决定效率！

纳米人

2018-05-29

金属-空气电池的放电产物和电池的效率之间的关系是非常紧密而又不为人所熟知的。理论上来说，Na-O₂电池比Li-O₂电池具有更低的充电过电位。但是，不同的放电产物会造成矛盾的结果。

最近，Jinsoo Kim等人的研究表明，Na-O₂电池的初始放电产物是超氧化钠，然后分解并转化为二水合过氧化钠。正是Na₂O₂ ^. 2H₂O的形成，导致Na-O₂电池充电过电位升高。根据这一研究结果，Jinsoo Kim等人提出了一种理论模型，可用于指导Na-O₂电池中的反应从而提高效率和可重复充电性。

图1. Na-O₂电池的放电产物

图2. 不同操作条件下可能的反应机理

图3. 放电产物分解的反应方程式

图4. 放电产物的时间分辨SEM表征

图5. 不同操作条件下Na-O₂电池的电化学充放电曲线

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1. Jinsoo Kim, Hyeokjun Park, Kisuk Kang et al. Dissolution and ionization of sodium superoxide in sodium–oxygen batteries. Nature Communications, 2016.

2. Sampson Lau and Lynden A. Archer. Batteries: Discharging the right product. Nature Energy, 2016.