通过阴离子特异性吸附诱导的界面重构，释放非质子锂氧电池的能量潜力

《Advanced Functional Materials》：Unlocking the Energy Capabilities of Aprotic Lithium-Oxygen Batteries by Anion-Specific Adsorption Induced Interfacial Remodeling

提出阴离子特异性吸附的EDL重排策略，增强界面电场降低氧还原活化势垒，排斥超氧中间体减少副产物覆盖，形成Cl?/Cl3?红移剂，显著提升Li-O2电池过电位（0.26V）、容量（1.66倍）和循环寿命（1.94倍）。

　　

摘要

非质子型锂氧（Li-O?）电池代表了一种颠覆性的能量存储和转换技术，但仍面临着高过电位以及有害的表面介导的Li?O?生成路径等持续挑战。本文提出了一种通过阴离子特异性吸附来重构双电层（EDL）的策略，以从根本上解决这些限制。通过将原位光谱技术与对Au | LiCl和Au | LiClO?-DMSO模型界面的理论计算相结合，研究发现，Cl?离子在电极表面的特异性吸附能够增强界面电场，从而显著降低氧还原反应（ORR）的活化能垒。同时，表面负电荷环境能够静电排斥超氧阴离子（O??）中间体，这不仅使ORR过程更倾向于溶液介导的Li?O?成核，还减少了O??在电极表面产生的副产物（如碳酸盐）的覆盖。此外，形成的Cl?/Cl??氧化还原介质有效降低了Li?O?的氧化过电位。因此，这种优化配置使得基于LiCl的Li-O?电池的放电过电位降低了0.26 V，在0.5 mA cm?2电流下放电容量提高了1.66倍，在500 mA g?1电流下循环寿命延长了1.94倍，相比传统的基于LiClO?的电池有了显著提升。这项工作通过合理的EDL调控展示了电解质工程的新范式，为更好地设计Li-O?电池提供了重要的理论依据。

图形摘要

本文提出了一种通过阴离子特异性吸附来重构双电层（EDL）的新策略，以释放Li-O?电池的能量潜力。具体而言，Cl?的特异性吸附增强了界面电场，降低了氧还原反应的活化能垒，排斥了超氧阴离子，改变了溶液介导的Li?O?生成路径，抑制了表面副产物的积累，并形成了Cl?/Cl??氧化还原介质，从而降低了电荷过电位。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。