Mo_2C/介孔碳/泡沫镍复合锂氧气电池电极材料的制备及性能
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摘要
氧气电池正极材料改性对于性能提升至关重要。碳基材料是目前最为常用的正极材料,除了作为氧气传输的通道及沉积放电产物外,碳材料在电极反应中还作为电子转移的传导基体。不同结构碳材料已被用于锂氧电池正极的研究,其电池的容量受到碳材料的形貌、表面积、孔结构及导电性的影响~([1])。与此同时,催化剂的选取对充放电过程中过电势的降低至关重要。碳化钼由于其良好的氧还原(ORR)和氧析出(OER)性能而被认为在锂氧气电池循环中可以起到降低过电势和提升循环稳定性的作用~([2])。本研究将碳化钼与多孔碳结合,直接生长于泡沫镍集流体上,避免了粘结剂的添加。图1a)给出了材料的透射电镜图。图1b)在0.2 Ag~(-1)电流密度下,可稳定循环(充电电压<4.1 V)200圈以上。材料保持了碳基材料多孔结构从而保持了较大的比容量,同时碳化钼的均匀分散实现了良好的催化性能。
Cathode design is important for the Li-O_2 batteries performance.Porous carbon is till now the most favorable materials with the merits of low cost and large specific capacity,but it's poor ORR and OER activities restrict the application.Mo_2C/carbon composite cathode was recently reported to have high electrical efficiency and reversibility for Li-O_2 batteries.So in this work,we combined Mo_2C and mesoporous carbon and designed directly grown on Nickle foam.This binder free structure could avoid side reactions which give a result of more than 200 stable cycles(charging voltage < 4.1V) of Li-O_2 batteries at current density of 0.2 Ag~(-1).
引文
[1]Q.C.Zhu,F.H.Du,S.M.Xu,et al.,ACS Appl.Mater.Interfaces,2016,8:3868.
    [2]W.J.Kwak,K.C.Lau,C.D.Shin,et al.,ACS Nano,2015,9:4129.

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