據(jù)了解，北京理工大學(xué)王博教授課題組聯(lián)合北京光電轉(zhuǎn)換材料研究者一起開(kāi)發(fā)了一種高性能Li-CO2電池正極材料。其是通過(guò)控制熱解由氧化石墨烯連接的Mn-MOF(Mn(C2H2N3)2)納米復(fù)合材料，制備了超細(xì)MnO納米顆粒嵌入氮摻雜碳骨架的3D石墨烯網(wǎng)絡(luò)(MnO@NC-G)。
相關(guān)研究者透露，高性能Li-CO2電池正極設(shè)計(jì)滿(mǎn)足了以下3個(gè)方面：分散的催化位點(diǎn)；快速的電子傳輸；穩(wěn)固的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。如此一來(lái)，實(shí)現(xiàn)了低電壓滯后(50mAg-時(shí)為0.88V)，高倍率性能(1Ag-1)和長(zhǎng)使用壽命(超過(guò)200圈循環(huán))。在電壓區(qū)間為2.0–4.5V，電流密度為50mAg-時(shí)，電池最大放電容量達(dá)25021mAhg-1。另外，在1Ag-1的電流密度下循環(huán)206圈的MnO@NC-G正極重新組裝到新電池中可繼續(xù)循環(huán)176圈。種種現(xiàn)象表明通過(guò)其他組件的提升能延長(zhǎng)電池壽命，并利于Li負(fù)極地保護(hù)。
當(dāng)前，Li-CO2電池的發(fā)展，主要在于正極材料的制備，并得滿(mǎn)足降低電壓滯后和提高循環(huán)穩(wěn)定性的要求。B,N-共摻雜石墨烯作正極，可降低電池的過(guò)電勢(shì)，且長(zhǎng)壽命，該項(xiàng)研究證明了將催化位點(diǎn)引入正極的重要性。為了開(kāi)發(fā)低成本優(yōu)異性能的催化劑，許多非貴金屬基納米材料被研制出，如將NiO。另一方面，降低充電電勢(shì)的方法是將CO2轉(zhuǎn)為除Li2CO3和碳之外的放電產(chǎn)物，如當(dāng)用Mo2C@CNT作催化劑時(shí)放電產(chǎn)物變成Li2C2O4–Mo2C，充電電勢(shì)低于3.5V。
對(duì)此，研究者開(kāi)發(fā)了氧化石墨烯與MOF復(fù)合的納米材料，打造高性能Li-CO2電池正極，且此項(xiàng)研究為實(shí)際應(yīng)用中具有長(zhǎng)壽命的Li-CO2系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)指明了方向。
