光學(xué)光譜、分子光譜、元素分析、材料表征及表面分析等先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)
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用戶動(dòng)態(tài) | 長(zhǎng)春應(yīng)化所鋰-氧電池反應(yīng)機(jī)理研究獲新進(jìn)展
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轉(zhuǎn)自：中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所科技信息平臺(tái) 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−, Li2O2已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)和理論上研究得較為透徹，而LiO2由于在常規(guī)實(shí)驗(yàn)條件下不易獲得，因此對(duì)它的化學(xué)性質(zhì)不甚了解。 中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所彭章泉團(tuán)隊(duì)報(bào)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(shí)驗(yàn)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(shí)還證明LiO2中間產(chǎn)物的存在時(shí)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。 圖文導(dǎo)讀 在液氨中合成得到的LiO2不穩(wěn)定，與NH3反應(yīng)釋放N2,最終生成LiOH和LiOH•H2O，而O2−和 Li2O2在液氨中能穩(wěn)定存在，紅外和拉曼光譜沒(méi)有發(fā)生變化，證明了LiO2具有最強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)性。 (a): 液氨中合成LiO2的現(xiàn)場(chǎng)拉曼光譜數(shù)據(jù)，(b): 液氨中合成的LiO2在放置一段時(shí)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)長(zhǎng)iOH和LiOH•H2O紅外光譜，拉曼光譜和x-射線研究結(jié)果。 通過(guò)在液氨中合成LiO2，首次從實(shí)驗(yàn)上比較了鋰-氧電池中氧還原反應(yīng)中間產(chǎn)物的化學(xué)反應(yīng)性，發(fā)現(xiàn)LiO2具有最強(qiáng)反應(yīng)活性；通過(guò)選擇合適的放電條件和電解液體系，減少LiO2的存在時(shí)間，可大大提升電池的可逆性。這一發(fā)現(xiàn)將對(duì)鋰-氧電池的研發(fā)起到重要作用。 拓展閱讀 基于對(duì)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(duì)還開(kāi)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。 文獻(xiàn)鏈接 https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpclett.7b00680 https://onlinelibrary.wiley.com/ ... .201701568/abstract 免責(zé)說(shuō)明 HORIBA 在小木蟲(chóng)論壇所發(fā)布內(nèi)容（含圖片）來(lái)源于文章原創(chuàng)作者提供或互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)載。文章版權(quán)、數(shù)據(jù)及所述觀點(diǎn)歸原作者原出處所有，HORIBA 發(fā)布及轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，供讀者自行參考及評(píng)述。如果您認(rèn)為本文存在侵權(quán)之處，請(qǐng)與我們?nèi)〉寐?lián)系，我們會(huì)及進(jìn)行處理。HORIBA 力求數(shù)據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)準(zhǔn)確，如有任何失誤失實(shí)，敬請(qǐng)讀者不吝賜教批評(píng)指正。我們也熱忱歡迎您投稿并發(fā)表您的觀點(diǎn)和見(jiàn)解。 HORIBA科學(xué)儀器事業(yè)部 結(jié)合旗下具有近 200 多年發(fā)展歷史的 Jobin Yvon 光學(xué)光譜技術(shù)，HORIBA Scientific 致力于為科研及工業(yè)用戶提供最先進(jìn)的檢測(cè)和分析工具及解決方案。如：光學(xué)光譜、分子光譜、元素分析、材料表征及表面分析等先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)。今天HORIBA 的高品質(zhì)科學(xué)儀器已經(jīng)成為全球科研、各行業(yè)研發(fā)及質(zhì)量控制的首選。 |
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