Li - CO₂电池具有温室气体CO₂封存和高能量输出的双重功效，是一种很有前途的电化学储能技术。然而，由于超稳定Li₂CO₃在充电过程中难以分解，导致过电位大，循环性低，电化学性能较差，阻碍了电池的可行性。阴极催化剂的应用是一种很有前途的解决方案，并且催化剂的性能以及放电产物的性质与电化学性能密切相关。

有鉴于此，美国阿贡国家实验室陆俊研究员等人，总结了催化剂的设计策略，包括活性位点富集、电传输增强和传质改善。随后介绍了催化剂对产物分解的影响，同时探讨了产物的几何形状和化学组成，重点是Li₂C₂O₄而不是Li₂CO₃的形成/分解。在先前研究的基础上，，提出了有助于改进催化剂设计的未来方向，以加强Li-CO₂电池的基础发展。

本文要点

1）Li - CO₂电池是一种复杂的电化学系统，涉及到三相界面反应。为了加速Li - CO₂电池的发展，甚至实现商业化，有必要仔细考虑电解液优化、阳极保护和阴极设计。不管Li - CO₂系统的复杂性如何，阴极催化剂仍然起着至关重要的作用，因为它直接关系到电池的可逆性。尽管Li - CO₂电池催化剂的性能调控策略已被报道，但在过去十年中发现的许多挑战仍未得到解决:1)催化剂如何促进产物的形成和分解;2)为什么某些产物会在某些催化剂下形成;3) CO2RR/CO2ER过程中催化剂物理化学状态的变化。

2）提出了解决这些问题的催化剂的未来研究方向。首先，在某些催化剂下，Li - CO₂电池中的电催化反应机理需要进一步研究。此外，对于不同形态的产物(特别是Li₂CO₃)的形核和生长机制需要有明确的认识。快速有效的电催化剂筛选平台也需要建立并且至关重要。

参考文献：

Jiantao Li et al. Correlating Catalyst Design and Discharged Product to Reduce Overpotential in Li‐CO₂ Batteries. Small, 2021.

DOI: 10.1002/smll.202007760

https://doi.org/10.1002/smll.202007760