Implanting cation vacancies in Ni-Fe LDHs for efficient oxygen evolution reactions of lithium-oxygen batteries

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作者
Yin Zhou,Dafeng Yan,Qianfeng Gu,Shenghua Zhu,Li Wang,Honggen Peng,Yong Zhao
出处
期刊:Applied Catalysis B-environmental [Elsevier BV]
卷期号:285: 119792-119792 被引量:78
标识
DOI:10.1016/j.apcatb.2020.119792
摘要

The main performance limitation of lithium-oxygen (Li-O2) batteries is the formation of the insulating discharge product lithium peroxide (Li2O2), which results in high charging overpotentials and poor cycle stability. Here, Ni-Fe layered double hydroxides (LDHs) with Ni vacancies (Ni-Fe LDHs-VNi) are employed as cathode catalysts for Li-O2 batteries. The battery with Ni-Fe LDHs-VNi cathodes implements excellent performances for the oxygen evolution reaction (OER) process. According to density functional theory (DFT) calculations, the rate determining step of OER processes of Ni-Fe LDHs-VNi is the oxidation process of lithium superoxide (LiO2), and the high adsorption strength towards LiO2 by Ni vacancies lead to a lower charge overpotential than that of pure Ni-Fe LDHs without vacancies. This work provides a strategy to rationally design cathode catalysts with layered structures for high-performance Li-O2 batteries.
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