長春應(yīng)化所鋰-氧電池反應(yīng)機(jī)理研究獲新進(jìn)展

　　鋰-氧電池與鋰-離子電池相比具有更高的理論比能量，吸引了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。目前的鋰-氧電池表現(xiàn)為循環(huán)穩(wěn)定性較差，這主要?dú)w因于氧還原物種（O₂^？,LiO₂和Li₂O₂）和電池組件（電極材料和電解液）之間的副反應(yīng)。若要消除這些副反應(yīng)，需要從本質(zhì)上理解氧還原物種的化學(xué)性質(zhì)。O₂^？和Li₂O₂已經(jīng)從實驗和理論上研究得較為透徹，而LiO₂由于在常規(guī)實驗條件下不易獲得，因此對它的化學(xué)性質(zhì)不甚了解。 

　　中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所彭章泉團(tuán)隊報道了一種在液氨(-78℃)中合成LiO₂的方法，比較了O₂^？,LiO₂和Li₂O₂在液氨中的化學(xué)反應(yīng)性，首次從實驗上證明LiO₂是鋰-氧電池中反應(yīng)活性最高的氧還原物種，并從理論上給出了LiO₂在液氨中的反應(yīng)機(jī)制。同時還證明LiO₂中間產(chǎn)物的存在時間越短，鋰-氧電池的可逆性越高。研究工作以LiO₂:Cryosynthesis and Chemical/Electrochemical Reactivities為題，發(fā)表在The Journal of Physical Chemistry Letters上。 

　　基于對鋰-氧電池氧還原反應(yīng)中間產(chǎn)物化學(xué)性質(zhì)的理解，團(tuán)隊還開發(fā)了具有高度化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性的Hexamethylphosphoramide電解液體系，與目前的醚類電解液相比，極大提升了電池的循環(huán)壽命。研究工作以A High-Performance Li-O₂ Battery with a Strongly Solvating Hexamethylphosphoramide Electrolyteand a LiPON-Protected Lithium Anode為題，發(fā)表在Advanced Materials上。

 （能源界面電化學(xué)組）

　　(a)液氨中合成LiO2的現(xiàn)場拉曼光譜數(shù)據(jù)(b)液氨中合成的LiO₂在放置一段時間后產(chǎn)生N₂的質(zhì)譜數(shù)據(jù)

(c-e) 液氨中LiO₂最終轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>LiOH和LiOH？H₂O紅外光譜，拉曼光譜和x-射線研究結(jié)果

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