Hydrogen‐Bond‐Assisted Solution Discharge in Aprotic Li–O2 Batteries

材料科学 溶剂化 钝化 氢键 催化作用 反应性(心理学) 电池(电) 阴极 氧气 化学工程 物理化学 纳米技术 有机化学 化学 离子 热力学 分子 功率(物理) 图层(电子) 替代医学 病理 工程类 物理 医学
作者
Qi Xiong,Chao‐Le Li,Ziwei Li,Yu‐Long Liang,Jianchen Li,Jun‐Min Yan,Gang Huang,Xinbo Zhang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (23) 被引量:40
标识
DOI:10.1002/adma.202110416
摘要

Surface discharge mechanism induced cathode passivation is a critical challenge that blocks the full liberation of the ultrahigh theoretical energy density in aprotic Li-O2 batteries. Herein, a facile and universal concept of hydrogen-bond-assisted solvation is proposed to trigger the solution discharge process for averting the shortcomings associated with surface discharge. 2,5-Di-tert-butylhydroquinone (DBHQ), an antioxidant with hydroxyl groups, is introduced as an exemplary soluble catalyst to promote solution discharge by hydrogen-bond-assisted solvation of O2- and Li2 O2 (OH···O). Thus, a Li-O2 battery with 50 × 10-3 m DBHQ delivers an extraordinary discharge capacity of 18 945 mAh g-1 (i.e., 9.47 mAh cm-2 ), even surpassing the capacity endowed by the state-of-the-art reduction mediator of 2,5-di-tert-butyl-1,4-benzoquinone. Besides, an ultrahigh Li2 O2 yield of 97.1% is also achieved due to the depressed reactivity of the reduced oxygen-containing species (O2- , LiO2 , and Li2 O2 ) by the solvating and antioxidative abilities of DBHQ. Consequently, the Li-O2 battery with DBHQ exhibits excellent cycling lifetime and rate capability. Furthermore, the generalizability of this approach of hydrogen-bond-assisted solution discharge is verified by other soluble catalysts that contain OH or NH groups, with implications that could bring Li-O2 batteries one step closer to being a viable technology.
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
Tdear2026发布了新的文献求助10
1秒前
沉淀完成签到,获得积分10
2秒前
諵十一发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
何耀荣发布了新的文献求助10
3秒前
HIMINNN发布了新的文献求助20
4秒前
彦祖发布了新的文献求助10
4秒前
Jillian完成签到,获得积分20
4秒前
6秒前
双双发布了新的文献求助10
6秒前
妩媚的尔阳完成签到,获得积分10
6秒前
艾伦图科完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
执着易绿完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
汉堡包应助清秀的猎豹采纳,获得10
9秒前
諵十一完成签到,获得积分10
9秒前
烂漫冰烟完成签到,获得积分10
10秒前
风清扬发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
tian1250156630完成签到,获得积分10
10秒前
巫莱完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
zhang123笛关注了科研通微信公众号
13秒前
13秒前
14秒前
深情安青应助肥仔采纳,获得10
15秒前
冯贺琪完成签到,获得积分10
15秒前
英姑应助hileborn采纳,获得10
15秒前
16秒前
HY完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
Bucky发布了新的文献求助10
16秒前
aa发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
zanyunying发布了新的文献求助10
18秒前
李里哩完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
无奈元容完成签到 ,获得积分10
20秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Structural Geology: A Quantitative Introduction 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7216639
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8848176
关于积分的说明 18672361
捐赠科研通 6872864
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3185098
关于科研通互助平台的介绍 2346933
邀请新用户注册赠送积分活动 2159383