Joule发布新概念锂二次电池体系——混合锂离子/锂氧电池

yemian

2018年8月9日，Joule在线发表了加州大学圣地亚哥分校Ying Shirley Meng (孟颖)教授团队和美国阿贡国家实验室Jun Lu (陆俊)教授团队在锂二次电池领域的最新研究成果。该工作基于卤氧-硫电化学反应构建了一种混合锂离子/锂氧电池。论文第一作者为：Xuefeng Wang (王雪锋)，论文共同通讯作者为：Ying Shirley Meng 和 Jun Lu。

新概念锂二次电池体系

背景介绍：

锂-氧（Li-O2）电池具有较高的理论能量密度而备受研究者的关注。然而，它的一系列问题限制它的实际应用，比如较大的极化和较差的循环稳定性。相对的，基于嵌入式反应的锂离子电池虽然具有较低的能量密度，但是它具有较小的极化和较好的循环性能。如何有效地结合以上两种电池以同时实现较高的能量密度和较小的电池极化？

本论文另辟蹊径，基于卤氧-硫电化学反应，构建了一种新型混合锂离子/锂氧电池。在该体系中，氧离子和锂离子可以可逆地在MoS2结构中进行脱嵌，形成一种新的化合物Li2MoO2S2。采用多种表征方法分析了该电池体系的反应机理和Li2MoO2S2的结构，如拉曼光谱、同步辐射X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)、X射线吸收谱(XAS)、差分电化学质谱(DEMS)和紫外能谱(UV)。该工作为突破目前锂电子电池的瓶颈并实现下一代高能量电池开辟了新的方法和途径。

本文亮点：

1：基于卤氧-硫电化学反应构建混合锂离子/锂氧电池;

2：锂离子和氧离子均可以可逆地从MoS2结构中嵌入和脱出;

3：Li2MoO2S2是Li2MoO4的同构体而非其它硫代钼酸盐。

全文小结：

1.基于卤氧-硫电化学反应构建了混合锂离子/锂氧电池；

2.结合拉曼、XPS、XAS、XRD和DEMS探索了该体系的充放电机理；

3. 锂离子和氧离子均可以可逆地从MoS2结构中嵌入和脱出；

4. Li2MoO2S2的结构与Li2MoO4的相同而与其它硫代钼酸盐不同。

作者介绍：

Ying Shirley Meng（孟颖）教授，加州大学圣地亚哥分校教授。主要研究方向为：能源存储和转换。2011年获National Science Foundation (NSF) CAREER Award；2013年获UCSD Chancellor’s Interdisciplinary Collaboratories Award; 2014年获BASF和Volkswagen的 Science Award in Electrochemistry；2015年获Frontier of Innovation Award；2016年获Electrochemical Society的Charles W. Tobias Award和Clean Energy Education & Empowerment (C3E) Award Finalist；2017年获IUMRS-Singapore Young Scientist Research Award。在Science、Nature Energy、Nature Communication和Energy & Environmetal Sciences等国际一流期刊上发表论文145余篇。担任Journal of Power Sources等国际一流期刊编辑。

课题组链接：http://smeng.ucsd.edu

Jun Lu （陆俊）教授，美国阿贡国家实验室化学家。主要研究方向为能源存储和转换。在Nature、Nature Energy、Chemical Review、NatureCommunication和Energy& Environmetal Sciences等国际一流期刊上发表论文100余篇。总文章引用率达1万多。H-index为56。担任ACS Applied Materials and Interfaces等国际一流期刊编辑。