核壳结构的Co3O4@δ-MnO2/Pt作为锂氧电池高效催化正极
Co3O4@δ-MnO2/Pt Core-Shell Arrays as Efficient Catalytic Cathode for Lithium-Oxygen Cells
作者单位E-mail
成浩 浙江大学材料科学与工程学院, 杭州 310027  
谢健 浙江大学材料科学与工程学院, 杭州 310027
浙江省电池新材料与应用技术研究重点实验室, 杭州 310027 
xiejian1977@zju.edu.cn 
陈振 湖南立方新能源科技有限责任公司, 株洲 412000  
涂健 湖南立方新能源科技有限责任公司, 株洲 412000  
曹高劭 浙江省电池新材料与应用技术研究重点实验室, 杭州 310027  
赵新兵 浙江大学材料科学与工程学院, 杭州 310027
浙江省电池新材料与应用技术研究重点实验室, 杭州 310027 
 
摘要: 通过简易、可控的水热方法在泡沫镍基体上直接生长了核壳结构的阵列型Co3O4@δ-MnO2/Pt正极。阵列电极有利于电极的润湿、氧气的传输和Li2O2的负载。Co3O4@δ-MnO2/Pt正极对氧还原和氧析出反应具有高的催化性能,可促使Li2O2依附Co3O4@δ-MnO2/Pt阵列生长,从而保持阵列结构。该生长行为有利于Li2O2在充电时分解。以Co3O4@δ-MnO2/Pt为催化正极的锂氧电池显示出高的容量(在电流密度100 mA·g-1时容量为2 480 mAh·g-1),以及长的循环寿命(容量限定在500 mAh·g-1时,在200 mA·g-1电流密度下,可循环65次),该性能超过了使用Co3O4或Co3O4@δ-MnO2催化剂的电池。
关键词: 锂氧电池  电催化  核壳阵列  Co3O4@δ-MnO2/Pt
基金项目: 国家自然科学基金(No.51572238)和湖南省战略新兴产业计划(No.2016GK4030)项目资助。
Abstract: A unique core-shell Co3O4@δ-MnO2/Pt arrays-type cathode on Ni foam has been fabricated by a facile, controlled hydrothermal approach. The array-type structure facilitates the electrode wetting and oxygen gas transport and supplies free volume for Li2O2 loading. The Co3O4@δ-MnO2/Pt cathode exhibits high catalytic effect for ORR and OER, where thin-layered Li2O2 shows conformal growth along the surface of the Co3O4@δ-MnO2/Pt arrays with the array-type structure remained. This growth behavior of Li2O2 renders easy decomposition of Li2O2 upon charge. Li-O2 cells with Co3O4@δ-MnO2/Pt delivers a high discharge capacity (2 480 mAh·g-1 at 100 mA·g-1) and long cycle life (65 cycles at 200 mA·g-1 with a limited capacity of 500 mAh·g-1), which are better than those with Co3O4 or Co3O4@δ-MnO2 cathodes.
Keywords: Li-O2 cells  electrocatalysis  core-shell array  Co3O4@δ-MnO2/Pt
投稿时间:2018-01-09 修订日期:2018-03-23
摘要点击次数:  34
全文下载次数:  30
成浩,谢健,陈振,涂健,曹高劭,赵新兵.核壳结构的Co3O4@δ-MnO2/Pt作为锂氧电池高效催化正极[J].无机化学学报,2018,34(6):1173-1182.
查看全文  查看/发表评论  下载PDF阅读器
Support information: