锂氧电池（LOBs）在充放电过程中产生的强氧化剂中间体和副产物是导致其电化学性能下降的主要原因。寻找高效的Li₂O₂直接生成/分解催化剂对LOBs的发展至关重要。

近日，山东大学党锋教授，加拿大国立科学院孙书会教授，中南大学童汇报道了通过水热合成了具有均匀MoSe₂包覆层的核-壳纳米结构MoSe₂@CNT，以解决中间产物和副产物的不利影响，从而提高LOBs的性能。

文章要点

1）具有柔性和高导电性的CNT核的存在不仅确保了高导电性，而且在长期的反向循环中也提供了良好的结构稳定性。层状MoSe₂的(002)暴露面为优化ORR和OER活性提供了大量的活性中心，并阻碍了碳与放电产物之间副反应的进行。结果表明，连续的多壁MoSe₂层可以起到晶粒促进剂的作用，即使在高电流倍率下，也能诱导正极表面等轴Li₂O₂晶粒的初始形核和长大。

2）研究人员利用原位差示电化学质谱（DEM）分析，结合原位X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）对其OER/ORR过程进行了研究，结果表明，通过优化MoSe₂@CNT结构，可以排除副产物Li₂CO₃的生成，得到Li₂O₂的直接生成/分解途径。密度泛函理论（DFT）计算结果表明，二维层状MoSe₂对Li₂O₂的直接生成/分解具有本征催化能力。另一方面，这种催化能力与层状相关，在体相中性能会降低。

3）实验结果显示，MoSe₂@CNT正极材料的比容量超过32 000 mAh g⁻¹（9 mAh cm⁻²），具有优异的倍率性能，在500 mA g⁻¹和100 mA g⁻¹下循环寿命分别超过280次和100次，固定容量分别为1000和2000 mAh g⁻¹。

参考文献

Biao He, et al, MoSe₂@CNT Core–Shell Nanostructures as Grain Promoters Featuring a Direct Li₂O₂ Formation/Decomposition Catalytic Capability in Lithium-Oxygen Batteries, Adv. Energy Mater. 2021

DOI: 10.1002/aenm.202003263

https://doi.org/10.1002/aenm.202003263