Nano Letters：一种多功能氟化石墨烯稳定的Li−O2电池

Li−O₂电池（LOBs）作为一种具有诱人理论能量密度的全电池系统，其面临的挑战不仅是实际容量不足和正极侧的超氧化物寄生反应，还包括Li金属负极的稳定性。近日，厦门大学孙世刚院士，乔羽教授，中科院福建物构所Hongjun Yue将单一物种的氟化石墨烯（CFx, x = 1, F-Gr）直接添加到LOBs的乙醚电解液中，同时解决了LOBs的实际容量不足、O₂⁻衍生的寄生反应和Li金属负极稳定性等相关问题。

本文要点：

1）研究发现，F-Gr可以加速O₂⁻的转化，减少O₂⁻的停留时间，从而提高放电容量和抑制O₂⁻衍生的的副产物。

2）F-Gr的引入可以在Li金属表面形成一层富氟贫氧的坚固SEI膜，有效地抑制了Li金属的退化，提高了LOBs的循环性能。

该策略简单易行，因此，从科学和工程的角度来看，多功能F-Gr引入到LOBs中是提高其电化学性能的一种合适且可行的途径。

Xiaohong Wu, et al, Stabilizing Li−O2 Batteries with Multifunctional Fluorinated Graphene, Nano Lett., 2022

DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c01713

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c01713

信息来源：公众号【纳米人】

氧化石墨烯：

氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，一般用GO表示，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。

氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。其亲水性被广泛认知。