山东大学材料学院党锋教授课题组致力于高性能锂氧气电池正极催化剂的研究，近期在权威杂志发表多篇研究成果。基于过氧化锂（Li2O2）的生成与分解，实现充放电的锂氧气电池，理论上具有与汽油相当的超高能量密度，被视为新一代理想的电池体系。但是，因Li2O2不导电，其生成与分解的反应动力学严重滞后，从而导致了电池过电势高、循环寿命短、转化效率低等一系列问题。锂氧气电池性能的发挥，十分依赖于高效的正极催化剂，使Li2O2快速生成与分解。

在二维材料锂氧气电池正极催化性能研究方面，课题组率先理论预测并实验验证了Nb2C MXene材料的高催化活性，结合理论计算揭示了发挥MXene材料高催化活性的关键调控因素与不同表面状态下的放电产物反应动力学(Adv. Energy , 11, )；揭示了多孔放电产物在Ti2C MXene非均一表面的极性生长过程(Energy Storage , 35, 669)。在高性能氧化物锂氧气电池正极催化剂研究方面，提出了尖晶石结构催化剂的关键调控因素在于表面状态调控与内部离子占位的协同催化作用(Adv. Energy , 10, )；对与Li2O2有晶格匹配性的CeO2的锂氧气电池正极催化活性进行了研究(Adv. Energy , 9,，封面文章),对氧化物表面氧空位的反应动力学进行了解析(J. Mater. Chem. A, 2019, 7, 6552);利用CeO2与Li2O2的晶格匹配性，实现了Li2O2放电反应路径的调控(Applied Materials Today,2020, 19, ）。在纳米颗粒精密合成与复合、新材料探索等方面，对Co-N-C单原子催化剂的催化特点进行了探索与预测（Eng. Sci.2020, 10, 85），并率先对硅化物的锂氧气电池正极催化性能进行了探索（J. Mater. Chem. A2020, 8, 259）。

另外，课题组在锂离子电池负极材料研究方面也获得了系列研究进展。例如成功解决了氧化物负极材料微米级颗粒的大电流循环稳定性问题与长循环过程中容量变化率过大的问题(ACS Appl. Mater. Interfaces2020, 12, ，封面文章，J. Mater. Chem. A2018, 6, 9723，高被引论文)，为氧化物负极材料的商业化应用打下了基础。

来源：山东大学

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