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Li-O₂電池具有高達(dá)3500 Wh kg^-1的理論容量，因此比其他電池相比更有優(yōu)勢(shì)，尤其是電動(dòng)飛行器應(yīng)用場(chǎng)景。但是目前如何得到可靠的Li-O₂電池仍面臨著許多挑戰(zhàn)。其中一個(gè)挑戰(zhàn)是如何在實(shí)際應(yīng)用的電流密度保證較高的存儲(chǔ)電荷，否則Li-空氣電池的性能無(wú)法超過(guò)Li離子電池。電池容量受限于O₂穿過(guò)多孔碳電極的傳質(zhì)。

有鑒于此，牛津大學(xué)Peter G. Bruce、上海交通大學(xué)杲祥文等報(bào)道使用能夠傳輸O₂的聚合物替代粘結(jié)劑，因此在300 μm電極和1 mA cm^-2電流密度實(shí)現(xiàn)了高達(dá)31 mAh cm^-2的容量。

本文要點(diǎn)

（1）

正極的能量密度大奧2650 Wh L^-1，比能量達(dá)到1716 Wh kg^-1，性能超過(guò)了Li離子電池以及以往報(bào)道的Li-O₂電池。

（2）

由于改善了氣體擴(kuò)散聚合物，電極中的Li₂O₂填充達(dá)到更大的體積且更加均勻。由導(dǎo)電炭黑（Ketjen Black）和聚[4,5-二氟-2,2-雙（三氟甲基）-1,3-二氧雜環(huán)戊烯]組成的氣體擴(kuò)散電極，O₂透過(guò)性達(dá)到99000 cB，遠(yuǎn)超PTFE的420 cB。

參考文獻(xiàn)

Max Jenkins, Daniel Dewar, Marco Lagnoni, Sixie Yang, Gregory J. Rees, Antonio Bertei, Lee R. Johnson, Xiangwen Gao, Peter G. Bruce, A High Capacity Gas Diffusion Electrode for Li–O₂ Batteries, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202405715

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202405715