环境问题和不断增长的能源需求激发了人们对电能存储的广泛兴趣，Li-O₂电池已成为有前途的下一代高容量解决方案。Li-O₂电池具有很高的理论能量密度（3500 Wh/kgLi），要实现这一点实际上仍然是一个挑战。实际上，通过减少电解质的量以及制造无粘合剂的电极来减少正极质量，可以显着提高能量密度。因此，即使在减少电解质量后，保持大容量也至关重要。要实现高的Li-O₂电池理论能量密度，需要使电极的电化学活性表面积（EASA）最大化。碳纳米管（CNTs）已被广泛地用于Li-O₂电极，但是其EASA受其憎电解质表面性质和CNT之间的强范德华相互作用所限制。为了在不降低CNT化学稳定性的情况下增加CNT基电极与电解质之间的亲和力，近日，国立首尔大学Chong Rae Park等人使用3,5-双（三氟甲基）苯基马来酰亚胺对CNT碳纸进行功能化进行改性。考虑电解质和CNT的溶解度参数，以使马来酰亚胺基团增加电极与电解质之间的亲和力，并且3，5-双（三氟甲基）苯基保护马来酰亚胺基团免于分解。与使用CNT与电解质的重量比为1：2.5的原始CNT正极相比，由于增加的EASA和空间位阻效应，官能化的CNT正极表现出58％的更大的放电容量和50％的循环性。最后，使用基于CNT的功能化正极制造了3D折叠式Li-O₂电池，并实现了在100 Wh/kg_cell下30个循环周期。这些结果清楚地表明，通过增加基于CNT的电极与电解质之间的亲和力，即使在电解质的量大大减少的情况下，Li-O₂电池也可以具有高能量密度和长循环性能。

Young Shik Cho, Hyunjin Kim, Minhoo Byeon, Dong Young Kim, Hyeokjun Park, Yeonsu Jung, Youngjoon Bae, Mokwon Kim, Dong Joon Lee, JungOck Park, Kisuk Kang, Dongmin Im and Chong Rae Park, Enhancing the Cycle Stability of Li-O2 Batteries via Functionalized Carbon Nanotube-based Electrodes, J. Mater. Chem. A, 2020

DOI: 10.1039/C9TA12116A

原文链接：https://doi.org/10.1039/C9TA12116A