周震教授、彭章泉研究员， AFM观点：通过阴离子特异性吸附诱导的界面重构释放非质子型锂氧电池的能量潜力

第一作者：张正才

通讯作者：窦雅颖*，赵志伟*

单位：郑州大学，中国科学院大连化学物理研究所

非质子型锂氧（Li–O₂）电池因其理论能量密度高达约3500 Wh kg⁻¹，被认为是最具前景的下一代储能技术。但在实际应用中，仍面临着高过电位、副产物生成以及电极钝化等关键问题。具体而言，缓慢的氧还原/析出反应（ORR/OER）动力学导致充放电效率低下，而反应过程中生成的活性中间体（如O₂⁻、LiO₂）不仅会腐蚀电极与电解液，还会形成难以分解的碳酸盐副产物。同时，绝缘性的Li₂O₂往往以表面沉积方式快速覆盖电极，造成孔道堵塞与过早失效。

在Au | LiCl-DMSO模型体系中，Cl⁻发生特异性吸附并形成Au–Cl键，增强界面电场，从而降低氧还原反应的能垒，使电池的放电过电位大幅降低（0.26 V）。

特异性吸附的Cl⁻在界面形成负电荷环境，对O₂⁻中间体产生排斥作用，使反应偏向溶液途径，促进形成环形Li₂O₂ 颗粒。这种沉积方式避免了电极表面的快速钝化，从而提升了放电容量（提升1.66倍）。

Cl⁻的界面调控作用有效减少了O₂⁻诱导的碳酸盐等副产物的生成。XPS与原位质谱表征均表明，相比LiClO₄体系，LiCl体系碳酸盐副产物减少了23.8%，并显著降低充电过程中的CO₂释放量。

在充电过程中，Cl⁻可转化为Cl₃⁻，其氧化还原过程有效降低了Li₂O₂的分解过电位，使充电电压平台下降360 mV，缓解了副反应。

在实际电池中，LiCl体系循环寿命提升了93.8%（从32圈提升至62圈），在TEGDME体系中最高实现189圈稳定循环，远优于常规LiClO₄体系。

Unlocking the Energy Capabilities of Aprotic Lithium‐Oxygen Batteries by Anion‐Specific Adsorption Induced Interfacial Remodeling

窦雅颖：郑州大学化工学院直聘副研究员。2021年毕业于吉林大学凝聚态物理专业，获理学博士学位。同年8月加入郑州大学，主要研究方向为金属空气电池，涉及反应机理揭示、高效催化剂设计、催化机理探究等方面。主持国家自然科学青年基金项目、中国博士后面上项目等科研基金；近年来在Natl. Sci. Rev.、CCS Chem.、Electrochem. Energy Rev.、Energy Storage Mater.等期刊以第一/通讯作者发表论文十余篇。

赵志伟：2021年在中国科学院长春应用化学研究所获得博士学位，2021-2023年在中国科学院大连化物所从事博士后研究，2023年入职大连化物所彭章泉研究员领衔的“谱学电化学与锂离子电池”研究组。主要研究方向为二次电池界面电化学（锂离子电池、锂空气电池等反应路径解析及界面调控方向）以及原位光/质谱电化学（拉曼、红外、气相质谱、电喷雾质谱，气/固/液物种的多维度和多角度解析）等，以第一作者和（共同）通讯作者身份在J. Am. Chem. Soc.，Adv. Mater. Angew. Chem.，ACS Energy Lett.(4), Adv Energy Mater.(2), Adv. Funct. Mater.(3), Nano Lett.等期刊发表学术论文23篇（IF > 10的文章18篇），授权发明专利8项，主持国家自然科学基金青年项目。

张正才，郑州大学2023级硕士研究生，2023年毕业于河南科技大学，同年考入郑州大学化工学院，主要从事于金属空气电池基元反应的原位电化学研究。