InfoMat: 首次！钒基钙钛矿作为锂氧电池的高效双功能电催化剂

可充电Li-O₂电池因其极高的理论能量密度（3505 Wh kg^-1）而成为储能系统的主要候选之一，正极处的高效电催化对于克服Li-O₂电池的局限性（例如稳定性差和倍率能力低）至关重要。

在此，韩国高丽大学Dong-Wan Kim等人首次将钒基多孔钙钛矿纳米纤维（LSV3 p-NFs）用作锂氧电池的双功能电催化剂。通过与钙钛矿纳米纤维（LV NFs）和独居石钙钛矿纳米纤维（LSV4 NFs）的比较，对LSV3 p-NFs的内在结构特征和Sr掺杂效应进行了研究。

当钙钛矿结构的A位掺杂Sr时，多价钒阳离子（B位）因钙钛矿结构内的相互作用而减少。因此，钒的各种氧化态有利于形成数量增加的活性缺陷。当用于锂氧电池时，具有可调催化活性的LSV3 p-NF电极在高电流速率 (2000 mA g^-1 )下在253次循环中表现出高可逆性。

图1. 独居石和钙钛矿结构的结构表征和模型

此外，LSV3 p-NF电极在很宽的电流密度范围内（100-2000 mA g^-1）显示出恒定的端电压，表明具有稳定的倍率能力。

通过原位拉曼光谱研究，作者证明了LSV3 p-NFs的电化学性能与电池运行期间寄生反应产物的低形成相关。这种方法可以促进钙钛矿型氧化物作为锂氧电池高效电催化剂的实际应用。

图2. LSV3 p-NFs电催化剂的倍率性能和循环性能

Kinetic insight into perovskite La_0.8Sr_0.2VO₃ nanofibers as an efficient electrocatalytic cathode for high-rate Li-O₂ batteries, InfoMat 2021. DOI: 10.1002/inf2.12243

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