Angew：确定路易斯碱基对锂-氧电池化学的作用

Nanoyu

2023-06-11

路易斯碱位已被广泛应用于调节电催化剂中路易斯酸位的性质，以实现锂氧电池（LOB）的巨大技术飞跃。然而，路易斯碱在LOB化学中的直接作用和潜在机制仍很少阐明。

在此，成都理工大学Jianping Long通过构建包含路易斯碱基位点的金属有机骨架（命名为UIO-66-NH₂），全面阐明了路易斯碱基位点在促进LOBs电催化反应过程中的关键机制。

文章要点

1）密度泛函理论(DFT)计算表明，路易斯碱基可以作为电子供体，在放电过程中促进O₂/Li₂O₂的活化，从而加速LOB的反应动力学。更重要的是，原位傅立叶变换红外光谱和DFT计算首次证明了路易斯碱位点可以将Li₂O₂的生长机制从表面吸附生长转变为溶剂化介导的生长，这是由于放电过程中路易斯碱位点捕获了Li+，这削弱了UIO-66-NH₂对LiO₂的吸附能。

2）作为概念验证，基于UIO-66-NH₂的LOB可以实现高放电比容量（12661 mAh g^-1）、低放电过电势（0.87 V）和长循环寿命（169次循环）。这项工作揭示了Lewis基位点的直接作用，可以指导设计具有用于LOB的Lewis酸/碱双中心的电催化剂。

参考文献

Chuan Zhao, et al, Identifying the Role of Lewis-base Sites for the Chemistry in Lithium-Oxygen Batteries, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202302746

DOI: 10.1002/anie.202302746

https://doi.org/10.1002/anie.202302746