Nano Letters: 多功能氟化石墨烯稳定Li-O2电池

作为一种具有超高理论能量密度的全电池体系，Li-O₂电池所面临的问题不仅仅是正极相关的容量缺陷、与超氧化物相关的界面副反应，同时还面临着金属锂负极的一些挑战。近日，中科院福建物构所Hongjun Yue和厦门大学Yu Qiao和孙世刚院士等通过向Li-O₂电池的醚类电解液中引入氟化石墨烯从而高效解决了上述问题。

文章要点

1）理论计算揭示O₂^–能够在Li-O₂电池的ORR(氧析出)过程中优先并稳定地吸附在氟化石墨烯上，因此氟化石墨烯的添加能够加速O₂^–的转化并降低其残留时间，从而使得放电容量增加并抑制O₂^–相关的副反应。这一观点可以进一步通过XRD、SEM以及NMR等技术手段来证实。

2）在引入氟化石墨烯后，金属锂负极表面有助于形成富含F而不含O的坚固SEI膜，使得锂负极的稳定性大大提高。这一坚固的SEI膜能够隔绝金属锂与氧气和电解液的直接接触，大大延缓了负极的腐蚀速率。即便在O₂条件下Li//Li对称电池也能够实现稳定的沉积-剥离循环。

参考文献

Xiaohong Wu et al, Stabilizing Li–O2 Batteries with Multifunctional Fluorinated Graphene, Nano Letters, 2022

DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c01713

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c01713