协同Ni/Mn共掺杂Co3O4优化金属-氧键：面向高性能锂-氧电池的第一性原理设计策略

《Journal of Colloid and Interface Science》：Synergistic Ni/Mn Co-doping in Co?O?: A first-principles-based strategy to optimize metal?oxygen bonds for high-performance Li-O? batteries

本文通过电化学沉积在钛基底上构建了垂直排列的Ni/Mn共掺杂Co3O4纳米片阵列催化剂。DFT计算表明，双金属掺杂协同增强Co-O键共价性并诱导电荷重分布，显著降低锂氧中间体吸附能，实现Li2O2可逆分解。该催化剂使锂-氧电池（LOBs）获得0.61V超低过电位和850次超长循环稳定性，为高效阴极设计提供了新范式。

　　

结果与讨论

通过电沉积法精心设计的Ni/Mn-Co₃O₄纳米片阵列可在光滑钛纤维表面垂直均匀生长。在沉积过程中，Ni和Mn外来原子进入Co₃O₄晶格取代原有Co位点（图1）。Ni和Mn对Co位点的取代可能发生在四面体或八面体中心，从而导致......

结论

总之，本研究通过电化学沉积在钛基底上成功设计并合成了三元Ni/Mn-Co₃O₄催化剂，形成了富含催化活性位的独特纳米片阵列结构。密度泛函理论（DFT）计算提供了基础性见解：Ni和Mn的掺入显著优化了Co₃O₄的电子结构。这种共掺杂诱导Co-O键长度发生可测量的减小，增强了......