利用具有光催化性能的正极材料实现锂氧电池的高效长循环

科技工作者之家 2020-08-23

来源:X一MOL资讯

在化学储能体系中,锂氧电池具有最高的理论能量密度,被认为是最具有应用前景的下一代储能体系之一。然而,目前锂氧电池由于充电过电位偏高,造成能耗偏大,且容易引发一些副反应,从而降低电池体系的循环稳定性。

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光催化降低锂氧电池充电过电位工作示意图
针对这个难题,中山大学童圣富、吴明娒等联合昆士兰科技大学朱怀勇教授等用电化学阳极氧化方法在钛网上制备了TiO2纳米管阵列,并用光还原金纳米粒子于纳米管阵列中来增加电池放电容量。所得到的具有光催化性能的非碳自支撑材料(TNAs-AuNPs),用作锂氧电池正极。在紫外光照条件下,TNAs-AuNPs表面产生空穴,在低于2.96V电位下可将放电产生的Li2O2甚至Li2CO3完全分解,避免了电解液的分解。同时非碳自支撑结构可有效避免碳和粘结剂带来的副反应。作者通过将光催化与电极过程有效的结合实现了提高锂氧电池的循环稳定性。在低电位下光催化完全分解Li2CO3可以应用于其它锂电池体系。这些原理有望在未来的电池储能体系中得到应用。

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