光辅助充电被认为是降低锂氧（Li-O2）电池中过电位的有效方法。但是，很少有关于Li-O2电池放电过程中光能利用的报道，同时这种过程的功能机理仍不清楚。
近日，吉林大学徐吉静教授，于吉红院士报道了通过使用分层的TiO2-Fe2O3异质结构建了新型的双功能光辅助L Li-O2电池。
文章要点
1）研究人员设计并制备了具有分层的异质结构正极。首先，通过典型的种子辅助水热法，然后经过煅烧在干净的碳布上制备出TiO2纳米阵列（TiO2/CC）。随后，将所制备的独立式TiO2/CC作为制备二次Fe2O3纳米棒结构的衬底。
2）SEM和TEM图像，Fe2O3纳米棒随机分布在TiO2纳米阵列的表面，形成树枝状结构。元素映射显示Ti，O和Fe元素在TF/CC正极上均匀分布。将所得到的层次化TF/CC异质结可直接作为集成正极应用于光助式Li-O2电池。HRTEM图像显示，TiO2纳米阵列在径向呈现出一系列间距为0.32 nm的晶格条纹，对应于金红石型TiO2的(110)面。此外，通过UV-Vis吸收光谱评估了TiO2/CC和TF/CC正极的光学吸收性能
3）研究发现，光生电子和空穴分别在减少放电和充电过程中的过电势中起关键作用。此外，放电产物（Li2O2）的形态可以通过在光照下正极的致密表面电子来改变，从而在充电过程中促进了Li2O2的分解动力学。因此，电池的输出和输入能量可以通过光照进行调整，从而在充电和放电高原之间实现0.19 V的超低过电势，并具有出色的循环稳定性（在100次循环后，容量保持在≈86％）。
对双功能光辅助过程的研究为深入了解光辅助Li-O2电池的机理和解决该电池中的过电位瓶颈提供了重要的理论依据。
Malin Li, et al, A Bifunctional Photo-Assisted Li–O2 Battery Based on a Hierarchical Heterostructured Cathode, Adv. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adma.201907098
https://doi.org/10.1002/adma.201907098
