固态Li-O₂电池具有提供高能量密度和增强安全性的能力。然而，由于存在多个固态界面，限制了电子/离子交换，导致其电化学性能较差，因而设计高性能固态空气电极成为Li-O₂电池进一步发展的主要瓶颈。

近日，加拿大西安大略大学孙学良教授，南方科技大学谷猛研究员首次报道了一种新的策略，即使用离子和电子混合导体来优化锂离子和电子的传输界面，使Li-O₂电池的电化学机制从三相过程过渡到两相过程，以提高固态Li-O₂电池的性能。

文章要点

1）在杂化材料中，掺氮碳纳米管（NCNT）的核心作为电子导体负责电子传递，而涂层LiTaO₃作为离子导体用于锂离子导电。结果显示，面对面界面克服了点对点界面的限制，显著提高了电极的电活性面积。充放电时，放电产物可以在混合导体表面顺利沉积和分解。此外，这种方法显著降低了电池的界面电阻，改善了反应动力学，提高了库仑效率。

2）为了直观显示杂化导体的电化学效应，研究人员配置了固态Li-O₂纳米电池，用于实时原位成像氧还原反应（ORR）和析氧反应（OER）过程中的结构和成分演变。基于此，研究人员直接观察到了放电产物在杂化导体表面的均匀沉积和分解。

Changtai Zhao, et al, Transition of the Reaction from Three-phase to Two-phase by Using Hybrid Conductor for High-energy-density High-Rate Solid-state Li-O₂ Battery, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI: 10.1002/anie.202014061

https://doi.org/10.1002/anie.202014061