由於傳統化石燃料的供應正在用盡，太陽能熱水器和風力等可再生能源被範圍廣認為是化解潛在能源危機的替代品。然而，可再生能源是中斷性的，以便將太陽能熱水器和風力納入電網，開發直流電存儲體統至關至關重要。在其中，可充電電池才能化解其中斷心裏問題。但如今開發具有長壽命、高倍率、低成本的新型可充電電池體統是實現電網產值儲能電池的迫切需要。目前，根據電催化反應H2負級與過渡金屬氧化物/氫氧化物負極藕合，完成引入了這種用於電網產值化儲能電池的新的電池電化學。使用析氫和氧化反應(HER和HOR)控制的H2負級的低於電勢、快速動力學和高穩定性的優勢，錳氫和鎳氫電池的功率密度合理，充充放電倍率高，循環壽命，因而激勵員工探索新的電池體統。
鋰過渡金屬氧化物由於具有較高的電化學電勢和中等的電容量，是鋰離子電池負極材料的最好。在其中，黝簾石型鋰錳氧（LiMn2O4）是水和有機鋰離子電池中的這種特定負極材料。然而，充充放電倍率低和循環後的電容量快速衰減係數阻礙了其在商用機鋰離子電池中的範圍廣應運。微米LMO的製備為增強鋰離子電池的功率密度具備了這種可行的方式，然而，將商用機LMO應運於功率、穩定循環性能的電池具有很大的創造性。
近日，中國科學技術大學本科陳維專家教授和美國斯坦福大學本科崔屹專家教授（通訊作者）根據在Li2SO4電解質軍委委員商用機LMO負極與H2負級對碼，最先開發了這種新型高倍率和長壽命的鋰錳氧化物-氫（LMO-H）電池體系，其充放電交流電電壓平台好網站為1.3V，在1C的倍率下實現83 mAhg-1的電容量.70C的倍率下實現69.1mAh g-1的電容量和長循環穩定性，那些特徵都得益於HER/HOR氧化復原的快速動力學使得快速Li 嵌入/脱出。直接科研了LMO-H電池在不同電池必要條件下的電化學性能，展了LMO-H電池體統中的H2負級的至關至關重要。相關論文以題為“A High-Rate Lithium Manganese Oxide-Hydrogen Battery ”剛剛被接收發表在Nano Lett.上。
論文連接
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.nanolett.0c00044
圖1. LMO-H電池充充放電方框圖。基本原理圖中只有Li 和H2，負級為：載荷有Pt/C的GDL，負極為LiMn2O4。
圖2. LMO 負極和Pt/C負級的表徵。（a-c）商業地產化的LMO粉末的SEM和TEM圖象與XRD層析圖；（d-f）商業地產化Pt/C粉末的SEM和TEM圖象與XRD層析圖。
圖3. LMO-H電池的電化學性能。（a）掃速為0.7mV s-1的CV曲線；（b） 0.7C時的充充放電曲線；（c）不同倍率下的充充放電曲線；（d）相對應的倍率循環性能；（e）LMO-H電池在10C充放電交流電下的循環性能。
圖4. LMO-H和LMO-C電池電化學性能的較好。（a）LMO-C電池在不同倍率下的循環性能；（b）LMO-H和LMO-C電池.7C充放電倍率下的充充放電曲線；（c）LMO-H和LMO-C電池在20C充放電時的循環性能。
雖然，文中最先報導了這種新的LMO-H可充電電池體統，它將商業地產LMO作為負極，塗敷Pt/C的汽體擴散層（GDL）作為負級，並通H2。就此構成的LMO-H電池展現了優異的電化學性能，愈發至關重要的是，由於負級的HER/HOR的快速動力學，充放電倍率可高.70C。LMO-H電池的H2負級對長循環性能具有強些的穩定性和可回收性。
此外，根據體統的電化學科研，揭示了LMO-H電池在不同電池必要條件下的儲能電池機制和高倍率性能。考慮到現代鋰離子電池道氏技術過渡金屬氧化物的大量產生，目前LMO-H電池的完成開發，能夠使用不同的鋰金屬氧化物設計愈發優秀的可充電氫電池，因而為發展鋰離子電池開闢一條新的方式。（文：Caspar）
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