Angew：采用尿素基电解质的高性能锂-氧电池具有动力学上有利的单电子Li2O2氧化途径

Nanoyu

2022-06-29

甘氨酸是锂-氧电池（LOBs）中使用最广泛的电解液溶剂，具有较高的稳定性。然而，与它们相关的LOBs长期以来一直受到巨大电荷过电位的困扰，这与缓慢的双电子Li₂O₂氧化机制密切相关。

近日，厦门大学董全峰教授，郑明森教授通过一种1,1,3,3-tetramethylurea （TMU）基电解液系统，在LOBs中为O₂电极过程构建了一个可供选择的化学环境。

文章要点

1）一系列的测量表明，TMU在O₂^-/LiO₂存在下是稳定的，这归因于其独特的分子结构，不含α-H原子，从而显著抑制了相关的氢析出副反应。此外，由于它对LiO₂具有很强的溶解能力，可以通过单电子途径促进Li₂O₂的氧化，这在动力学上要比传统的两电子途径有利得多。

2）与配备基准电解液的LOB相比，配备TMU电解液的LOB显示出更低的充电过电位和四倍长的循环寿命。因此，研究结果表明，TMU是一种非常有前景的LOBs电解质溶剂，这将为LOBs的进一步开发和实际应用提供更多的可能性。

参考文献

Zongqiang Sun, et al, High-performance Lithium–Oxygen Batteries using a Urea-based Electrolyte with Kinetically Favorable One-electron Li₂O₂ Oxidation Pathways, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202207570

https://doi.org/10.1002/anie.202207570