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物理学报 2024年第9期73卷 336-343页

作者：雷雪玲朱巨湧柯强欧阳楚英江西师范大学物理与通信电子学院南昌330022

锂-氧电池由于高能量密度在后锂离子电池中脱颖而出,而放电产物过氧化锂缓慢的氧化反应降低了电池的循环性能.因此,提高过氧化锂氧化反应动能、降低充电过电位对于实现高能量密度的可逆锂-氧电池具有重要意义.本文通过第一性原理计算,... 详细信息

锂-氧电池由于高能量密度在后锂离子电池中脱颖而出,而放电产物过氧化锂缓慢的氧化反应降低了电池的循环性能.因此,提高过氧化锂氧化反应动能、降低充电过电位对于实现高能量密度的可逆锂-氧电池具有重要意义.本文通过第一性原理计算,对比研究了氧化石墨烯(GO)和硼掺杂氧化石墨烯(bGO)对过氧化锂小团簇(Li_(2)O_(2))_(2)氧化反应的催化机理.结果表明,从(Li_(2)O_(2))_(2)团簇转移到GO和bGO上的电荷分别为0.59 e和0.96 e,b掺杂提高了电荷转移.4电子反应过程表明,(Li_(2)O_(2))_(2)团簇倾向于Li-O_(2)-Li分解路径,在GO和bGO上反应的速率决定步均是第三步去锂.在平衡电位下,GO和bGO的充电过电位分别是0.76 V和0.23 V,b掺杂大大降低了锂-氧电池充电过电位.机理分析表明b与O对(Li_(2)O_(2))_(2)团簇起到了协同催化的作用.

关键词：锂-氧电池析氧反应 b掺杂氧化石墨烯第一性原理

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