操作检测和抑制Li-O2电池中虚假单片氧的检测和抑制
Daniel Córdoba1, Leandro N Benavides1, Daniel H Murgida1
1INQUIMAE/DQIAyQF, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Universidad de Buenos Aires, Ciudad Universitaria, Pabellón 2, Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina. ernestojulio.calvo@gmail.com.
Faraday discussions
|October 6, 2023
概括
研究人员开发了检测和抑制氧电池中单点氧 (1O2) 的方法. 这通过防止寄生反应和电解质降解,显著提高了电池的循环和效率.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 可充电氧 (Li-O2) 电池具有高能量密度,但由于寄生反应,其循环能力较差.
- 单一氧气 (1O2),氧气减少的高度反应的副产品,导致溶剂/电解质降解,导致容量色和高充电过电.
研究的目的:
- 开发和应用 Li-O2 电池中单片氧 (1O2) 的*操作*检测技术.
- 评估物理火器 (azide,DABCO,TPA) 在抑制1O2和提高电池性能方面的有效性.
- 评估1O2抑制对电化学稳定性和循环寿命的影响.
主要方法:
- 通过光纤用于1O2检测,采用了通过光纤对二甲基甲烯的光火.
- 采用差异氧气压测量来确定循环过程中每氧分子的电子数量.
- 使用各种火器和使用MWCNT阴极的氧化还原介质 (I3−/I−) 进行了电池循环测试.
- *Operando* 拉曼光谱法用于识别放电/充电产物和氧化还原介质.
主要成果:
- 取得了成功的1O2的操作检测,证实了它在寄生虫反应中的作用.
- 物理火器将每氧分子的电子数量从>2降低到2,表明抑制了虚假反应.
- 电池循环性,由coulombic效率和电池电压证明,在火器和氧化还原介质的存在下,在100个循环中得到改善.
- 2O2和多余的I3−氧化还原介质分别在放电和充电期间通过Raman光谱检测.
结论:
- 单点氧 (1O2) 是限制Li-O2电池性能的一个关键因素.
- 物理火器有效地抑制1O2及其有害的副作用反应,显著提高了电池的循环和效率.
- 物理火器和氧化还原介质的组合为开发稳定且持久的Li-O2电池提供了一个有前途的战略.
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