锂-氧气电池(Lithium-oxygen batteries)由于其超高的理论能量密度被认为是最有前景的储能体系之一。但是,目前研究最为广泛的锂-氧气电池大多基于过氧化锂(Li2O2)的氧化与还原实现能量的储存与转化。基于过氧化锂的锂-氧气电池涉及高活性的超氧化物和过氧化物,会引发正极材料严重的腐蚀,尤其是当使用碳基正极材料时,这个问题更为严重。因此,寻找一种新的锂-氧气化学,从而减少甚至避免超氧化物/过氧化物的不利影响是十分重要的。在该研究中,受酶在生物体中与氧气的高活性作用启发,研究者引入了一种一价铜离子的配合物(3N-CuI)作为电解液添加剂,成功调控了锂-氧气电池的反应路径,反应产物为氢氧化锂,使其运行在一个基于氧-氧键可逆断裂与生成的更为温和的状态。该研究为通过选择合适电解液添加剂来调控锂-氧气电池中反应路径提供了新思路。
该研究由博士研究生王成仡作为第一作者完成,谢召军副教授和周震教授为通讯作者。相关成果发表于Angew. Chem. Int. Ed.,https://doi.org/10.1002/anie.202009792。