镍和氮共掺杂碳纳米管负载RuO2纳米颗粒作为锂氧电池的高效双功能电催化剂(英文)

作者：向成成; 盛文佳; 张鹏方; 张少坚; 李君涛^*; 周尧; 黄令; 孙世刚^*

来源：Science China-Materials, 2021, 64(10): 2397-2408.

氧化锂是锂-氧电池的主要放电产物,其很难电化学分解,因而导致电池的循环寿命过短.本文通过有效的双功能催化剂显著提升了锂-氧电池的循环寿命.首先,我们合成了镍和氮掺杂的碳纳米管(NiNC),然后通过水热法在Ni NC上负载二氧化钌(RuO2)纳米粒子合成RuO2/Ni NC催化剂.透射电子显微镜和X-射线粉末衍射证明在水热负载RuO2之后部分金属镍被转变成氧化镍和氢氧化镍,且氧化镍的存在缓解了金属镍的进一步氧化.以RuO2/Ni NC为正极催化剂的锂氧电池的过电压仅为0.43 V,远低于使用NiNC作为正极催化剂的1.03 V.当限定充放电条件为200 m A g-1,500 mAhg-1时循环寿命可达260次,在1000 mAhg-1高比容量下的循环寿命也达到117次.RuO2/NiNC催化剂优异的性能归因于RuO2的高活性和NiNC材料丰富的碳纳米管结构促进了放电产物(Li2O2)的生成和分解.

• 单位
  厦门大学