在非质子锂氧电池（LOBs）中，通过传统的表面或溶液途径形成的绝缘固体Li₂O₂很难同时达到高比容量和良好的可逆性。研究发现，通过调整Li₂O₂的结构，在催化剂表面形成大面积无定形薄膜，有望突破上述性能限制。

近日，天津大学赵乃勤教授，沙军威副教授报道了在三维（3D）石墨烯（NS-CNTA/3DG）衬底上生长氮硫共掺碳纳米管（CNT）阵列，以获得大面积非晶态Li₂O₂薄膜，从而同时实现高比容量和良好的LOB可逆性。

文章要点

1）实验和计算结果表明，CNT阵列的高比表面积和空间受限结构与元素共掺杂对中间体的强烈吸附作用共同作用，通过表面吸附模型诱导了大面积非晶态Li₂O₂薄膜的形成。

2）实验结果显示，NS-CNTA/3DG在200 mA g^-1下首次放电容量高达23778 mAh g^-1，往返库仑效率提高了87.8%。此外，改进后的催化剂在300 mA g^-1电流密度下的寿命可达320 h，1000 mA g^-1电流密度下的过电位为0.45V。

这项工作为优化Li₂O₂薄膜的形成提供了一条新的途径，对用于高性能LOBs的新型催化剂的设计和制备具有一定的启发作用。

参考文献

Yue Li , Rui Zhang , Biao Chen , Ning Wang , Junwei Sha , Liying Ma , Dongdong Zhao , Enzuo Liu , Shan Zhu , Chunsheng Shi , Naiqin Zhao Project administraion , Induced construction of large-area amorphous Li₂O₂ film via elemental co-doping and spatial confinement to achieve high-performance Li-O₂ batteries,Energy Storage Materials(2021)

DOI：10.1016/j.ensm.2021.10.026

https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.10.026