离子配对限制金属-氧电池中的晶体生长
材料科学
2020-01-22 v1 化学物理
摘要
非质子碱金属-氧电池被广泛认为是大有前途的高比能锂离子电池替代品。诸如 Li-O2 电池中的 Li2O2、Na-O2 和 K-O2 电池中分别为 NaO2 和 KO2 等碱金属氧化物的生长和溶解，是这些电池放电和充电过程的核心。然而，放电产物的晶体生长和溶解，尤其是在非质子电解质中，尚知之甚少。在这项工作中，我们选择 Na-O2 电池中 NaO2 的生长作为模型体系，并表明电解质盐浓度与 NaO2 晶体尺寸之间存在强相关性。结合实验和理论，我们认为该相关性是强阳离子-阴离子相互作用的直接表现，导致在高盐浓度下晶体生长速率降低。此外，我们提出并通过实验证明，阳离子配位冠醚分子是合适的电化学稳定电解质添加剂，可削弱离子配对并增强金属-氧电池中的放电容量，同时不对其可充电性产生负面影响。
引用
@article{arxiv.1807.03840,
title = {Ion-Pairing Limits Crystal Growth in Metal-Oxygen Batteries},
author = {Nagaphani B. Aetukuri and Gavin O. Jones and Leslie E. Thompson and Cagla Ozgit-Akgun and Esin Akca and Gökhan Demirci and Ho-Cheol Kim and Donald S Bethune and Kumar Virwani and Gregory M Wallraff},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.03840},
year = {2020}
}
备注
13 Pages, 4 Figures, 14 pages of Supplementary Information