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可充电锂氧电池高性能阴极催化剂：CuCr2O4@rGO
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内容简介
锂-氧电池与锂-离子电池相比具有更高的理论比能量，吸引了学术界和工业界的广泛关注。基于Li2O2可逆生成与分解的锂-氧电池，理论能量密度可高达3600Wh/kg，是目前较为成熟的锂离子电池的5-10倍，被公认为唯一可以与汽油相媲美的新型能源。
但是，非水溶剂锂-空气电池在发展过程中的诸多科学问题，并尚未得到根本解决，其中最为关键的是电池充放电过程中电势过高的问题。廉价、高效的正极催化剂材料的开发是解决这些问题的关键技术之一。
厦门大学岳光辉老师课题组开发了一种高效的CuCr2O4@rGO阴极催化剂复合材料。首先将制备得到的CuCr2O4纳米颗粒分散于GO溶液，然后在低温下水热反应还原GO，得到CuCr2O4@rGO复合催化材料。
作为Li-O2电池阴极催化剂，该催化材料展现了优异的 ORR 和 OER 双功能催化活性，在限容容量1000 mAh/g情况下，可以在 200 mA/g的电流密度下稳定循环超过100周期。分析表明，优异的电催化性能主要归因于尖晶石结构 CuCr2O4 纳米粒子高的催化效率，以及 rGO 大的比表面积和高的电导率。
▶ 图1 CCO和CCO@rGO的XRD图。 ▶ 图2 不同放大倍数下 a, c) CCO纳米颗粒；b, d) 纳米CCO@rGO。 ▶ 图3 a) CCO@rGOTEM图；b) 及相应的高分辨TEM图。 ▶ 图4 a, c)不同电流密度下（100,200,500mA g-1）CCO和CCO@rGO阴极恒电流充放电曲线；b, d) CCO@rGO和CCO阴极阴极充放电曲线；e) 使用CCO和CCO@rGO阴极的LOBs循环稳定性。以上充放电过程测试的极限容量均为1000 mAh g-1 。 ▶ 图5 CCO@rGO电极 a) 原始；b) 放电 和 c) 再充电后的SEM图；d) CCO@rGO阴极放电和再充电后的XRD图。 ▶ 图6 使用CCO@rGO为催化剂的LOBs工作示意图。图文导读
文章信息
文章发表于 Nano-Micro Letters 期刊 2018 年第 10 卷第 2 期，详情请阅读全文，可免费下载。本文在期刊微信 (nanomicroletters)、微博 (纳微快报NML)、科学网博客、Facebook、Twitter等媒体推出，请多关注。以往微信推文可参看网站（http://nmsci.cn）
文章题目： CuCr2O4@rGO Nanocomposites as High-Performance Cathode Catalyst for Rechargeable Lithium–Oxygen Batteries
引用信息：Liu,J., Zhao, Y., Li, X. et al. Nano-Micro Lett. (2018) 10: 22.
https://doi.org/10.1007/s40820-017-0175-z
关键词：CuCr2O4 @rGO纳米复合材料，阴极催化剂，锂氧电池
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通讯作者简介
主要研究领域
1. 新型低维功能材料及其应用（锂离子电池、太阳电池）；
2. 能源电化学；
3. 表面与界面；
4. 材料物理与化学。
主页
http://cm.xmu.edu.cn/8a/0f/c12304a231951/page
https://wap.sciencenet.cn/blog-3411509-1173504.html
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