自可充电锂-离子电池实现了从实验室规模到商业市场的成功先例开始，近些年来各种新型能量存储设备迅速出现。对于当今最先进的锂离子电池，由于其固有的工作机制导致其在能量密度方面没有质的飞跃。因此，追求高能量密度且具有更好的电池安全性，稳定性和可持续性的可充电锂电池仍然是电化学储能设备的热门话题。在过去的几十年中，研究人员开始广泛关注基于锂金属阳极（LMA），包括锂氧（Li-O2）和锂-硫电池的新型电化学系统。但是，由于LMA在实际情况下操作不安全且可逆性较差，因此发展缓慢。LMA的非主体沉积/剥离过程中库仑效率低，锂枝晶的生长刺穿隔膜，锂阳极粉碎等交织问题削弱了其高容量的优势，因此要促进LMA和可充电锂金属电池的最终商业化应用还有很长的路要走。
日本产业技术综合研究所周豪慎、乔羽设计了由双碳电极架构构成的锂离子-O2电池系统，并且通过对电极与当前电解质相容性的全面考察，提出了一种不可燃的具有高度配位的溶剂化鞘层和较低的锂盐浓度氟代醚电解质（LiFSI-DME/HFE）。同时石墨负极相容性的研究表明，在长期使用后（超过1年），石墨负极保持了较高的容量保持率（88.1%）。
论 链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202100827
图1. 具有双碳电极结构的典型碳酸酯和醚电解质之间的电化学相容性示意图。
如图1所示，Li-ion-O2电池需要在石墨负极中嵌入和嵌出Li+，并在CNT正极中进行O2/Li2O2氧化还原转换。典型的碳酸酯和醚电解质不能同时与双碳电极兼容。如何充分利用阳极GIC和阴极ORR/OER反应之间的电势差在于新型兼容的电解质配方。
图2. 电解质配方和 GIC表征。
图3. 石墨阳极在不同电解质中的循环行为。
图4. 高放电深度（DOD）的GIC行为和O2/Li2O2氧化还原反应表征
图5. O2/Li2O2氧化还原反应的表征。
图6. 基于双碳制造的高能量密度锂离子-O2电池
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