48V50A車載充電機用高活性氧演變催化劑的作用有多大？

48V50A車載充電機充電鋰-氧（Li-O2）電池由于具有超高的理論比容量（是現有鋰電池的3到5倍），受到了廣泛的關注。然而，其循環壽命較差（<100次循環），倍率性能不好（<1mAcm-2）而且能量效率低（65-70%），這些都限制了48V50A車載充電機充電鋰氧蓄電池的發展。這些問題可歸因于其氧化還原反應的滯后以及反應中間體，電解質和碳電極之間的化學不穩定性。Li2O2再充電需要提供巨大超電勢（例如，碳上的超電勢>1，000mV）。研發有效的Li2O2充電催化劑對于解決這些問題是至關重要的。

目前，已經報道了的固體催化劑如貴金屬（Pt基，Ru基）或過渡金屬氧化物（MnOx，CrOx和CoOx）可有效地降低析氧反應（OER）的超電勢。催化劑在Li-O2電池中的催化機理，特別是OER催化機理，仍然是一個有爭議的話題。如何通過對機理的研究合理的制備高活性OER催化劑仍然是一個亟待解決的問題。

本文通過引入TiO2抑制劑，設計并合成了一系列具有不同高表面能晶面比例的Cr2O3催化劑，并研究了高表面能晶面對Li-O2OER活性的作用。發現OER活性隨著高表面能晶面面積的增加而增加。這表明Cr2O3的高表面能晶面對Li2O2表現出高的活性，這可歸因于由于更多的未飽和配位原子與OER中間體（Li2-xO2）結合更強。值得注意的是，具有最高比例高表面能晶面TiCrOx復合材料顯示出比現有技術貴金屬Ru/VC高得多的Li-O2OER活性（在500mAg碳-1下為3.67VLi）：平均充電電壓降低120mV以上，氧回收效率提高，副反應降低。研究表明，氧化物催化劑的表面能是控制Li-O2OER活性的關鍵材料屬性，并為可再充電的Li-O2電池催化劑提供了有效的設計策略。

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