A Safe and Sustainable Lithium‐Ion–Oxygen Battery based on a Low‐Cost Dual‐Carbon Electrodes Architecture

材料科学 阳极 法拉第效率 电解质 插层(化学) 化学工程 石墨 阴极 电极 电池(电) 无机化学 纳米技术 石墨烯 复合材料 化学 功率(物理) 物理 工程类 物理化学 量子力学
作者
Huijun Yang,Yu Qiao,Zhi Chang,Han Deng,Ping He,Haoshen Zhou
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:33 (24): e2100827-e2100827 被引量:24
标识
DOI:10.1002/adma.202100827
摘要

Abstract People anticipate high‐energy‐density battery technology with better security, stability, and sustainability. By tuning the advantage of specific capacity, the lithium‐metal anode is replaced with a graphite intercalation compound and a conceptual prototype lithium‐ion–oxygen battery based on a low‐cost dual‐carbon electrodes architecture is proposed. The lithium‐ion involves a (de)intercalation process into the graphite anode and an O 2 /Li 2 O 2 redox conversion on the carbon‐nanotube cathode. After a thorough examination as to the electrode compatibility with current electrolytes, a nonflammable fluorinated ether electrolyte is proposed to render a highly coordinated solvation sheath and low lithium salt concentration (1 mol). Herein, the compatibility with graphite anode is investigated, which maintains high capacity retention (88.1%) after long‐term lifespan (over 1 year). In view of the ultrahigh reversibility (average Coulombic efficiency over 99.93%) of the graphite anode, a lithium‐ion–oxygen coin cell with high depth‐of‐discharge of 80% and 60% deliver a satisfactory life over 150 and 300 cycles, respectively. Moreover, systematic spectroscopy characterizations demonstrate a reversible and efficient 2e – O 2 /Li 2 O 2 redox reaction without relying on noble‐metal catalysts. Lastly, in the engineering aspect, a high‐energy‐density pouch cell (302.52 W h kg −1 based on the weight of the entire pouch) with cost‐effective and environmentally friendly carbon‐composed cell components is successfully fabricated.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
后悔药不可用完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
悦耳笑蓝发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
未完完成签到,获得积分10
3秒前
guoer发布了新的文献求助10
4秒前
香蕉觅云应助别踩离合采纳,获得10
4秒前
6秒前
Grace0610发布了新的文献求助10
6秒前
didi发布了新的文献求助10
7秒前
刘铠瑜发布了新的文献求助10
7秒前
于登士发布了新的文献求助10
8秒前
llopcop完成签到,获得积分10
9秒前
野良发布了新的文献求助10
9秒前
lili发布了新的文献求助20
10秒前
慕青应助微生玉树采纳,获得10
11秒前
11秒前
嗯哼完成签到,获得积分10
12秒前
充电宝应助MM采纳,获得10
13秒前
大炮台完成签到,获得积分10
13秒前
求助人员应助sirhai采纳,获得10
14秒前
Wanfeng发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
16秒前
高挑的葵阴关注了科研通微信公众号
16秒前
aliye发布了新的文献求助10
16秒前
忧虑的士萧完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
18秒前
20秒前
20秒前
21秒前
别踩离合发布了新的文献求助10
21秒前
顾矜应助lil采纳,获得10
22秒前
23秒前
SCIfafafafa发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
23秒前
24秒前
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
Modified letrozole versus GnRH antagonist protocols in ovarian aging women for IVF: An Open-Label, Multicenter, Randomized Controlled Trial 360
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6063628
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7896123
关于积分的说明 16315211
捐赠科研通 5206823
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2785521
邀请新用户注册赠送积分活动 1768277
关于科研通互助平台的介绍 1647525