Khalil Amine/陆俊AM观点：了解碘化锂在锂氧电池中的作用

锂氧（Li-O₂）电池由于较高的理论能量密度而成为锂离子电池的潜在替代品，然而由于放电产物的绝缘特性，Li-O₂电池的充电过程需要更高的能量。阴离子添加剂碘化锂 (LiI) 可以调节电池化学性质，形成氢氧化锂 (LiOH) 产物并促进充电过程中的动力学，目前这种添加剂的详细作用机制仍在研究中。

在此，美国阿贡实验室陆俊研究员、Khalil Amine研究员等人综述了近期LiI在 Li-O₂电池中应用的进展，讨论了其对放电和充电的催化行为并了解了其与水的协同作用。作为阴离子添加剂，LiI在Li-O₂电池中表现出独特的电化学行为。LiI和低水含量的共存导致LiOH的形成，I^–极有可能产生强氢-卤素键以促进水去质子化形成OH^–。

同时，在高含水量下，它会抑制I^–的催化能力，导致形成 Li₂O₂、LiOOH或其他副产物。因此，LiI的氧化能力是依赖于溶剂的。对于基于醚的电解液，LiOH不能可逆充电而通过添加离子液体实现I^–的氧化能力提升，这显示了实现可逆 LiOH/O₂化学的巨大潜力。

图1. DME基电解液中LiI的电化学途径

尽管已有很多研究探讨LiI的作用，但使LiOH可逆仍然是Li-O₂电池中的一个巨大挑战。与Li₂O₂相比，LiOH的化学稳定性更高，可进行4e/O₂电化学反应从而产生高比放电容量。使用固态电催化剂（Co₃O₄）或阳离子添加剂（Na⁺）的新策略显示出实现可逆LiOH基Li-O₂电池的广阔前景。

更重要的是，它们排除了LiI的影响，据报道，LiI在充电方面存在多个问题。新策略的开发在未来的研究中非常重要，目前的理解可以帮助设计新系统以实现可逆的LiOH化学。

图2. Li-O₂电池中使用固态电催化剂（Co₃O₄）或阳离子添加剂（Na⁺）的研究

Understanding the Role of Lithium Iodide in Lithium-Oxygen Batteries, Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202106148

原创文章，作者：科研小搬砖，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/11/659b68096a/

Khalil Amine/陆俊AM观点：了解碘化锂在锂氧电池中的作用

相关推荐