高比表面积八面体铁镍尖晶石氧化物在高性能锂氧电池中的应用

《ACS Applied Energy Materials》：High-Specific-Surface-Area Octahedral Iron–Nickel Spinel Oxides for High-Performance Li–O2 Batteries

锂氧电池性能提升研究：通过水热法制备NiFe2O4八面体与微花形貌催化剂，发现八面体形貌复合催化剂具有高比表面积和合理孔结构，使电池在500mA·g?1电流密度下循环125次，100mA·g?1时放电容量达9427mAh·g?1，理论计算氧还原/析出过电位分别为0.52V和0.65V。

　　

锂氧（Li–O₂）电池因其极高的理论能量密度而受到了广泛关注。然而，在实际应用中，它们存在循环寿命短和容量低的问题。这些问题源于放电过程中生成的Li₂O₂无法被完全分解。在这项研究中，采用简单的水热法制备了两种不同形态的NiFe₂O₄催化剂：八面体形态和微花形态。研究了不同形态的NiFe₂O₄正极对锂氧电池性能的影响。理论计算表明，使用NiFe₂O₄时，电池的氧还原反应和氧析出反应的过电位分别为0.52 V和0.65 V。实验结果表明，八面体形态的Super-P/NiFe₂O₄正极具有较高的催化活性，同时具有较大的比表面积和合理的孔结构，从而降低了充放电电位差。配备这种正极的电池在500 mA·g^–1的电流密度下循环寿命最长，达到125次；在100 mA·g^–1的电流密度下放电容量最高，达到9427 mAh·g^–1。