1. Nano-Micro Letters：高熵層狀氧化物正極實(shí)現(xiàn)固態(tài)鈉離子電池的高倍率

鈉離子O₃型層狀氧化物具有高能量密度、低成本的特點(diǎn)，是鈉離子電池的理想正極。然而，這類正極通常存在相變、動(dòng)力學(xué)遲緩和空氣不穩(wěn)定等問(wèn)題，因此很難實(shí)現(xiàn)高性能固態(tài)鈉離子電池。

在此，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所黃富強(qiáng)團(tuán)隊(duì)通過(guò)設(shè)計(jì)高熵層狀氧化物正極實(shí)現(xiàn)了高倍率固態(tài)鈉離子電池。作者通過(guò)高熵設(shè)計(jì)和鋰摻雜策略減輕了晶格應(yīng)力，增強(qiáng)了離子導(dǎo)電性，實(shí)現(xiàn)了Na_0.95Li_0.06Ni_0.25Cu_0.05Fe_0.15Mn_0.49O₂的高倍率性能、空氣穩(wěn)定性和電化學(xué)熱穩(wěn)定性。該正極具有很高的可逆容量（0.2C時(shí)為 141 mAh g^-1）、出色的速率能力（8C時(shí)為 111 mAh g^-1，20C時(shí)為 85 mAh g^-1）和長(zhǎng)期穩(wěn)定性（1000 次循環(huán)后容量保持率超過(guò) 85%）。

此外，該化合物在七天內(nèi)保持不變，并在 279 ℃ 之前保持熱穩(wěn)定性。特別地，該正極組裝的聚合物固態(tài)鈉電池在5C時(shí)的容量為 92 mAh g^-1，在400次循環(huán)后的保持率仍高達(dá)96%。

圖1. 晶體結(jié)構(gòu)表征

總之，該工作報(bào)告了一種用于固態(tài)鈉離子電池的新型高熵O₃型層狀正極。高熵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和Li-TM相互作用減輕了晶格應(yīng)力，提高了離子電導(dǎo)率，使低電壓區(qū)的O3-P3相變快速可逆，抑制了相變，從而獲得了優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)性能。

同時(shí)，由于強(qiáng)化了TMO₂框架和Na-O結(jié)合能，Na_0.95LNCFM表現(xiàn)出顯著的空氣穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。高熵和Li-TM相互作用概念的結(jié)合是調(diào)節(jié)相演化、空氣穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的有效策略。因此，該策略啟發(fā)了更多合理的設(shè)計(jì)，可應(yīng)用于一系列O₃正極，以提高固態(tài)鈉離子電池的性能。

圖2. Na_0.95LNCFM PSE 電池的電化學(xué)性能

High-Entropy Layered Oxide Cathode Enabling High-Rate for Solid-State Sodium-Ion Batteries, Nano-Micro Letters 2023 DOI: 10.1007/s40820-023-01232-0

2. Nano Energy：多催化中心的ZnIn2S4@In2O3異質(zhì)結(jié)構(gòu)用于鋰硫電池

鋰硫（Li-S）電池中可溶性多硫化鋰（LiPSs）的“穿梭效應(yīng)”會(huì)導(dǎo)致硫氧化還原反應(yīng)動(dòng)力學(xué)緩慢和容量快速衰減，嚴(yán)重限制了鋰-硫電池的大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用。

在此，福州大學(xué)張久俊，顏蔚，左銀澤等人采用具有多個(gè)催化中心的自恢復(fù)催化劑，通過(guò)ZnIn₂S₄-In₂O₃-ZnIn₂S₄三明治狀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了S₈與Li₂S的串聯(lián)氧化還原反應(yīng)。其中，外層的ZnIn₂S₄納米片網(wǎng)絡(luò)可以優(yōu)先吸附S₈，中間的In₂O₃作為吸附介質(zhì)保證S₈吸附并轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)鏈Li₂S₆/Li₂S₄，內(nèi)層的ZnIn₂S₄可以進(jìn)一步催化長(zhǎng)鏈Li₂S₄向短鏈Li₂S₂/Li₂S的轉(zhuǎn)化。

ZnIn₂S₄能夠更好地降低Li₂S溶解的能壘，并進(jìn)一步將其轉(zhuǎn)化為元素硫（S₈）。在此過(guò)程中，In/O和In/Zn活性位點(diǎn)通過(guò)交替催化模式重新暴露，實(shí)現(xiàn)活性位點(diǎn)的自我恢復(fù)，從而增強(qiáng)長(zhǎng)期催化活性。

圖1. 不同催化劑解決Li-S電池“LiPS”穿梭效應(yīng)的催化機(jī)制

總之，該項(xiàng)工作報(bào)道了一種涂覆在隔膜上的具有多個(gè)催化中心的ZnIn₂S₄@In₂O₃自恢復(fù)催化劑，該催化劑通過(guò)對(duì)鋰硫電池的級(jí)聯(lián)催化，通過(guò)自恢復(fù)效應(yīng)將硫氧化還原反應(yīng)分為不同的步驟。三明治狀的ZnIn₂S₄-In₂O₃-ZnIn₂S₄結(jié)構(gòu)的空間位阻和不同催化活性位點(diǎn)之間的相互作用有助于實(shí)現(xiàn)不同的吸附強(qiáng)度，誘導(dǎo)含硫物質(zhì)的交替催化能力和吸附以及活性位點(diǎn)的自我恢復(fù)。結(jié)果顯示，ZnIn₂S₄@In₂O₃基電池顯著增強(qiáng)了倍率容量、循環(huán)穩(wěn)定性和高面積容量。

特別地，鋰硫電池在1.0 C倍率下循環(huán)700次后仍保持429.5 mAh g^-1的高容量。即使是硫負(fù)載量高達(dá)8.0 mg cm^-2的電池，初始容量也高達(dá)1165.4 mAh g^-1。因此，該工作準(zhǔn)確揭示了鋰硫電池不同反應(yīng)階段具有自恢復(fù)活性位點(diǎn)的多個(gè)催化中心的反應(yīng)機(jī)理，并同時(shí)加速還原和氧化過(guò)程。該項(xiàng)工作制定的策略可以作為開發(fā)更高效、更實(shí)用的鋰硫電池的指南。

圖2.電池性能

Self-Recovery Catalysts of ZnIn2S4@In2O3 Heterostructures with Multiple Catalytic Centers for Cascade Catalysis in Lithium?sulfur Battery, Nano Energy 2023 DOI: 10.1016/j.nanoen.2023.109078

3. Joule：低成本無(wú)機(jī)表面膜實(shí)現(xiàn)高壓高功率鎂電池

具有無(wú)鹵化物電解質(zhì)的鎂電池由于電解質(zhì)分解而導(dǎo)致鎂金屬負(fù)極的穩(wěn)定性差。在此，加拿大滑鐵盧大學(xué)Linda F. Nazar團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種低成本的鎂支撐沸石膜解決其界面不穩(wěn)定性問(wèn)題。具體而言，該策略大大減少了Mg/電解質(zhì)界面上游離二甘醇二甲醚的數(shù)量，同時(shí)允許Mg²⁺陽(yáng)離子通過(guò)膜傳輸。

作者證明了在四（六氟異丙氧基）硼酸鎂/二甘醇鎂電解質(zhì)中穩(wěn)定的Mg沉積/剝離性能，并且其電池壽命延長(zhǎng)了750倍（超過(guò)6000小時(shí)），以及庫(kù)侖效率高達(dá)～98%。此外，與Mg負(fù)極配對(duì)的Mo₃S₄正極在200次循環(huán)中具有91%的容量保持率。

圖2. 沸石膜的功能說(shuō)明

總之，該工作報(bào)告了一種低成本沸石膜作為有效保護(hù)界面用于Mg金屬負(fù)極，導(dǎo)致無(wú)枝晶和高度穩(wěn)定的鎂電鍍/剝離。在0.25 M Mg(B(Ohfip)₄)₂/G2電解質(zhì)中電池實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)壽命 (> 8個(gè)月)。該沸石膜的作用是減少M(fèi)g/電解質(zhì)界面上的游離溶劑含量，從而緩解溶劑的分解。

此外，在全電池中驗(yàn)證了沸石膜保護(hù)鎂負(fù)極的優(yōu)越性。因此，該策略代表了一種通過(guò)界面改性穩(wěn)定金屬負(fù)極電鍍/剝離的可行且具有成本效益的途徑，從而為高壓鎂金屬電池的發(fā)展鋪平了道路。

圖2. 電池性能

Stabilizing magnesium plating by a low-cost inorganic surface membrane for high-voltage and high-power Mg batteries, Joule 2023 DOI: 10.1016/j.joule.2023.10.012

4. Advanced Energy Materials：微觀結(jié)構(gòu)對(duì)鈉金屬負(fù)極絲生長(zhǎng)的影響

全固態(tài)電池（ASSB）由于其高能量和功率密度以及優(yōu)異的安全性能而得到重大發(fā)展。雖然已經(jīng)對(duì)鋰ASSB在無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)（SE）中的鋰枝晶生長(zhǎng)進(jìn)行了廣泛的研究，但對(duì)鈉基ASSB的研究仍舊匱乏。

在此，烏爾姆亥姆霍茲研究所Christian Kübel團(tuán)隊(duì)采用多晶Na-β〃-氧化鋁作為SE模型材料，研究了金屬鈉在負(fù)極沉積過(guò)程中微觀結(jié)構(gòu)對(duì)鈉絲生長(zhǎng)的影響。具體而言，作者利用原位透射電子顯微鏡（TEM）測(cè)量和晶體取向分析，研究了微觀結(jié)構(gòu)，特別是晶界（GB）類型和取向、鈉絲生長(zhǎng)和鈉離子傳輸之間的關(guān)系。

此外，作者探討了在GBs處/穿過(guò)GBs的各向異性鈉離子傳輸取決于鈉離子傳輸平面的取向和施加的電場(chǎng)對(duì)電流分布和鈉絲生長(zhǎng)位置的影響。最后，作者通過(guò)二次離子質(zhì)譜儀（SIMS）分析驗(yàn)證了原位TEM分析，其中觀察到鈉絲在空隙內(nèi)和沿晶界生長(zhǎng)，導(dǎo)致鈉網(wǎng)絡(luò)形成，可能導(dǎo)致電池故障。

圖1. 原位 TEM 設(shè)置的電流密度分布的計(jì)算模型

總之，該工作進(jìn)行了原位偏置實(shí)驗(yàn)，以研究室溫下 TEM 中 Na-β”-氧化鋁│Au(Pt) 多層系統(tǒng)中 Na 的傳輸和沉積。研究發(fā)現(xiàn)，Na沉積不僅發(fā)生在Na-β”-氧化鋁和Au(Pt)之間的界面處，而且還發(fā)生在Na-β”-氧化鋁“塊體”中的選定晶界上。Na細(xì)絲的生長(zhǎng)主要沿著連接到Au(Pt)電極的GBs開始。Na細(xì)絲結(jié)構(gòu)從該晶界滲透到鄰近的晶界。此外，Na 晶須從 TEM 薄片的厚框架中生長(zhǎng)出來(lái)。這表明鈉絲的生長(zhǎng)可以從SE和負(fù)極之間的界面以及SE內(nèi)部的GBs開始。

因此，作者證明了Na⁺擴(kuò)散沿著一些晶界增強(qiáng)，因?yàn)镹a金屬在晶界和Au(Pt)電極之間的三重邊界處積累。根據(jù)循環(huán) Na-β”-氧化鋁的SIMS分析，除了GB之外，在鍍Na過(guò)程中，空隙也可以起到Na沉積的作用，這可能是由于空隙表面/GB 處的電位差所致?？傮w而言，根據(jù)局部微觀結(jié)構(gòu)，Na-β”-氧化鋁中的各向異性傳輸導(dǎo)致在循環(huán)鈉沉積過(guò)程中沿著晶界和空隙形成鈉絲網(wǎng)絡(luò)，從而導(dǎo)致電池失效。

圖2. Na-β”-氧化鋁中鈉絲網(wǎng)絡(luò)的形成

The Impact of Microstructure on Filament Growth at the Sodium Metal Anode in All-Solid-State Sodium Batteries, Advanced Energy Materials 2023 DOI: 10.1002/aenm.202302322

5. Advanced Functional Materials：鋰合金化金屬顆粒實(shí)現(xiàn)無(wú)鋰全固態(tài)電池

全固態(tài)電池（ASSB）負(fù)極中鋰合金形成金屬的合金化行為會(huì)嚴(yán)重影響鋰的粘塑性流動(dòng)和沉積，從而決定電池的性能。

在此，漢陽(yáng)大學(xué)Yun Jung Lee團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種用于無(wú)鋰全固態(tài)電池（ASSB）的超穩(wěn)定呼吸式鎂負(fù)極，在運(yùn)行過(guò)程中，鎂粒子的粒子間距會(huì)發(fā)生變化。該工作提出鎂顆粒之間獨(dú)特的鋰沉積是由鎂顆粒表面到核心的鋰濃度梯度（LCG）產(chǎn)生的，這種梯度產(chǎn)生了一種驅(qū)動(dòng)力，將鋰吸引到低濃度一側(cè)，鋰積累后沉積在鎂表面。

基于對(duì)具有不同合金化和擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)的鋰合金形成金屬的比較研究，將 LCG 歸因于鎂與鋰的緩慢合金化動(dòng)力學(xué)以及鋰在鎂鋰合金中的緩慢擴(kuò)散。通過(guò)在負(fù)極內(nèi)均勻容納鋰沉積物，確保了界面穩(wěn)定性。采用 LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂ 正極的全電池具有超高的穩(wěn)定性和可逆性，在 30 ℃ 下循環(huán) 1000 次，庫(kù)侖效率超過(guò) 99.9%。

圖1. 負(fù)極中鎂和銀粒子與鋰的電化學(xué)合金化/脫合金行為

總之，該工作根據(jù)不同的金屬-鋰合金化動(dòng)力學(xué)和鋰在金屬-鋰合金相中的擴(kuò)散速率，系統(tǒng)地研究和解釋了鋰合金化金屬顆粒無(wú)鋰 ASSB 負(fù)極的鋰沉積行為。作者認(rèn)為，鎂顆粒之間這種獨(dú)特的大量鋰沉積來(lái)自于從鎂顆粒表面到核心的 LCG，這種 LCG 可能是由于鎂與鋰的緩慢合金化動(dòng)力學(xué)以及鋰在鎂鋰合金中的緩慢擴(kuò)散而形成的。

這種 LCG 起到了一種驅(qū)動(dòng)力的作用，它將鋰吸引到低濃度一側(cè)并導(dǎo)致鋰積累，然后沉積在鎂表面。通過(guò)在負(fù)極內(nèi)部均勻容納鋰沉積物，負(fù)極和 SE 之間的界面反復(fù)分離現(xiàn)象被抑制，從而保持了界面的完整性。這種會(huì)呼吸的鎂粒子陽(yáng)極作為采用 NCM811 正極的無(wú)鋰 ASSB 全電池的負(fù)極，顯示出超高的穩(wěn)定性，在超過(guò) 1000 個(gè)循環(huán)中顯示出超過(guò) 99.9% 的 C.E.。

此外，當(dāng)使用 Li₃N 作為正極犧牲劑時(shí)，無(wú)鋰離子 ASSB 全電池表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)性能，在 500 次循環(huán)后容量保持率達(dá)到 80%，并可穩(wěn)定運(yùn)行 1000 次以上。因此，該項(xiàng)研究拓寬了對(duì)無(wú)鋰離子電池中鋰離子沉積行為的理解，鋰離子沉積行為隨所采用的鋰合金形成金屬而變化，并證明了鋰合金形成金屬的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性在控制無(wú)鋰離子電池中鋰離子沉積行為方面的至關(guān)重要性。

圖2. 電池性能

Ultra-Stable Breathing Anode for Li-Free All-Solid-State Battery Based on Li Concentration Gradient in Magnesium Particles, Advanced Functional Materials 2023 DOI: 10.1002/adfm.202310259

6. Advanced Energy Materials：B 摻雜誘導(dǎo)的界面化學(xué)實(shí)現(xiàn)快速、穩(wěn)定的鈉存儲(chǔ)

在電極-電解質(zhì)界面構(gòu)建穩(wěn)定的固體電解質(zhì)界面（SEI）對(duì)于優(yōu)化電池性能至關(guān)重要。然而，與界面化學(xué)相關(guān)的研究特別關(guān)注電解質(zhì)工程，而忽視了調(diào)節(jié)電極材料。

在此，山東大學(xué)奚寶娟、宋克鵬等人通過(guò)簡(jiǎn)單有效的化學(xué)還原反應(yīng)制備了硼摻雜的Bi互連納米粒子（B-Bi）。B摻雜有助于催化電解液分解并在電極表面形成更多NaF，從而有利于穩(wěn)定均勻的SEI并增強(qiáng)電極機(jī)械穩(wěn)定性。

具體而言，該種堅(jiān)固的SEI層可以抑制電解質(zhì)的進(jìn)一步分解并促進(jìn)界面Na轉(zhuǎn)移。B-Bi 在 1.0 A g^?1 時(shí)提供 403.1 mAh g^?1 的可逆容量，在 80 A g^?1 時(shí)提供 203 mAh g^?1 的高倍率性能。

圖1. SEI 表征

總之，該工作開發(fā)了一種新穎的 B 摻雜策略，在 Bi 表面構(gòu)建穩(wěn)定的 SEI 層作為 SIBs 負(fù)極材料。所形成的 B-Bi 材料表現(xiàn)出高倍率性能（在 80 A g^?1 下為 203 mAh g^?1）和出色的可逆容量（在 1.0 A g^?1 下循環(huán) 2500 次后為 403.1 mAh g^?1）。

同時(shí)，B-Bi 在 5.0 A g^?1 下循環(huán) 5000 次后表現(xiàn)出高的 CE，約為 100%。B摻雜不僅改變Bi的電荷分布，有效增強(qiáng)Na擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)，而且調(diào)節(jié)界面化學(xué)，促進(jìn)NaPF₆中的P-F鍵和DME中的C-O鍵分解，從而形成高度穩(wěn)定的富含 NaF 的 SEI。同時(shí)，也可以通過(guò) HRTEM 和 XPS 分析提供進(jìn)一步的演示，并通過(guò) DFT 計(jì)算進(jìn)行確認(rèn)。

此外，通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證了 B 摻雜方法在促進(jìn) Sb 材料作為 SIBs 負(fù)極的穩(wěn)定 SEI 方面是可行的。因此，該項(xiàng)研究開辟了一條通過(guò)配置電極材料構(gòu)建穩(wěn)定SEI層來(lái)調(diào)節(jié)界面化學(xué)的新途徑。

圖2. DFT計(jì)算

Robust Interfacial Chemistry Induced by B-Doping Enables Rapid, Stable Sodium Storage, Advanced Energy Materials 2023 DOI: 10.1002/aenm.202302825

7. Advanced Materials:微流控輔助3D打印二維導(dǎo)電MOF/MXene異質(zhì)結(jié)構(gòu)用于高穩(wěn)定性有機(jī)鋅電池

與鋅箔負(fù)極相比，鋅粉（Zn-P）負(fù)極在通用性和可加工性方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。然而，其高表面積的粗糙表面加劇了鋅枝晶的不可控生長(zhǎng)和副反應(yīng)。

在此，揚(yáng)州大學(xué)龐歡團(tuán)隊(duì)通過(guò)微流體輔助 3D 打印成功制造了具有由 MXene 和 Cu-THBQ (MXene/Cu-THBQ) 異質(zhì)結(jié)構(gòu)形成的功能層的防腐 Zn-P 基負(fù)極。MXene/Cu-THBQ功能層獨(dú)特的抗腐蝕性和對(duì)Zn離子的強(qiáng)吸附性，可以在重復(fù)鍍/提鋅過(guò)程中有效均勻鋅離子通量，抑制析氫反應(yīng)(HER)，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的Zn循環(huán)。

因此，基于 Zn-P 和 MXene/Cu-THBQ 負(fù)極的對(duì)稱電池在 2 mA cm^?2/1 mAh cm^?2 下表現(xiàn)出 1800 小時(shí)的高度可逆循環(huán)。此外，與石墨烯上的4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基有機(jī)正極相匹配的鋅有機(jī)全電池提供了高可逆容量并保持了較長(zhǎng)的循環(huán)壽命。

圖1. M3DP-MXene/Cu-THBQ/Zn-P//G-TEMPO 全電池性能

總之，該工作提出了一種新型微流體輔助 3D 打印技術(shù)，利用 MXene/Cu-THBQ 異質(zhì)結(jié)構(gòu)創(chuàng)建穩(wěn)定的 Zn-P負(fù)極，用于構(gòu)建高性能水性有機(jī)鋅電池。由于鋅離子在2D MXene/Cu-THBQ功能層異質(zhì)界面上的強(qiáng)烈吸附，可以同時(shí)抑制鋅枝晶的生長(zhǎng)、析氫和副反應(yīng)。

結(jié)果顯示，Zn//Zn對(duì)稱電池在2 mA cm^-2 /1 mAh cm^-2下表現(xiàn)出1800小時(shí)的可逆循環(huán)特性。同時(shí)，1050 個(gè)循環(huán)內(nèi)的鋅電鍍/剝離 CE 高達(dá) 99.5%，表明鋅的可逆性顯著增強(qiáng)。更重要的是，與G-TEMPO正極組裝的全鋅有機(jī)電池具有1200次循環(huán)的長(zhǎng)壽命，容量保持率為96.8%。

此外，全鋅有機(jī)電池的優(yōu)異性能展示了其巨大應(yīng)用潛力。因此，該項(xiàng)研究展示了使用微流控3D打印策略對(duì)鋅和功能層之間界面的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，這為鋅金屬負(fù)極的有效界面設(shè)計(jì)和快速制造提供了新的見解。

圖2. 鋅離子電池在實(shí)際中的應(yīng)用

MICROFLUIDIC-assisted 3d Printing Zinc Powder Anode with 2d Conductive MOF/MXene Heterostructures for High-stable Zinc-organic Battery, Advanced Materials 2023 DOI: 10.1002/adma.202309753

8. Nano Letters：?jiǎn)尉Ы饘儆袡C(jī)框架中 PbO7 節(jié)點(diǎn)的軌道耦合增強(qiáng)了 Li-O2 電池的電催化性能

優(yōu)化金屬有機(jī)框架（MOF）中金屬中心的局部配位環(huán)境對(duì)于調(diào)節(jié)鋰氧（Li-O₂）電池的過(guò)電勢(shì)至關(guān)重要，但也具有挑戰(zhàn)性。

在此，北京大學(xué)郭少軍團(tuán)隊(duì)報(bào)告了在單晶 MOF（萘-鉛-MOF，稱為 Na-Pb-MOF）中合成了一類 PbO₇ 節(jié)點(diǎn)，以顯著增強(qiáng)放電和充電過(guò)程的動(dòng)力學(xué)。與單晶四甲氧基鉛-MOF（4OMe-Pb-MOF）中的PbO₆節(jié)點(diǎn)相比，Na-Pb-MOF的PbO₇節(jié)點(diǎn)中Pb-O鍵長(zhǎng)增加，導(dǎo)致Pb5d-O2p軌道更弱耦合，優(yōu)化了中間體的吸附相互作用，從而促進(jìn)了LiO₂還原為L(zhǎng)i₂O₂和LiO₂氧化為O₂的速率，從而降低了整個(gè)反應(yīng)的活化能。

因此，基于Na-Pb-MOF電催化劑的Li-O₂電池表現(xiàn)出0.52 V的充放電過(guò)電位和140次循環(huán)的優(yōu)異循環(huán)壽命。

圖2. Na-Pb-MOF 和 4OMe-Pb-MOF 的表征

總之，單晶 Na-Pb-MOF 中 PbO₇ 位點(diǎn)的軌道耦合可增強(qiáng) Li-O₂ 電池中的 ORR 和 OER 動(dòng)力學(xué)。具體而言, Na-Pb-MOF中PbO₇節(jié)點(diǎn)中Pb-O鍵長(zhǎng)比4OMe-Pb-MOF中六配位PbO₆節(jié)點(diǎn)的鍵長(zhǎng)長(zhǎng)，這導(dǎo)致Pb與O之間的軌道耦合較弱。

Na-Pb-MOF 中的 PbO₇ 節(jié)點(diǎn)比 4OMe-Pb-MOF 中的 PbO₇ 節(jié)點(diǎn)要多。Na-Pb-MOF中Pb 5d和O 2p之間軌道耦合的減少削弱了PbO₇位點(diǎn)和LiO₂之間的相互作用，從而顯著改善了OER和ORR動(dòng)力學(xué)。在1000 mAh g^-1的固定容量下， Na-Pb-MOF基Li-O₂電池表現(xiàn)出0.52 V的低總過(guò)電位和140次的穩(wěn)定循環(huán)性能。因此，該項(xiàng)研究為鋰氧電池電催化劑在軌道耦合水平上的合理設(shè)計(jì)提供了寶貴的見解。

圖2. Na-Pb-MOF和4OMe-Pb-MOF的電催化性能

Orbital Coupling of PbO7Node in Single-Crystal Metal-Organic Framework Enhances Li-O2 Battery Electrocatalysis, Nano Letters 2023 DOI: 10.1021/acs.nanolett.3c03576