A Quantitative Understanding of Electron and Mass Transport Coupling in Lithium–Oxygen Batteries

电极 材料科学 电化学 电子传输链 锂(药物) 大规模运输 电池(电) 氧气 化学物理 氧气输送 扩散 电子 纳米技术 联轴节(管道) 化学 工程物理 热力学 物理 物理化学 复合材料 医学 生物化学 功率(物理) 有机化学 量子力学 内分泌学
作者
Zhuojun Zhang,Xu Xiao,Aijing Yan,Kai Sun,Jianwen Yu,Peng Tan
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:13 (47) 被引量:17
标识
DOI:10.1002/aenm.202302816
摘要

Abstract The lithium–oxygen battery has the highest theoretical specific energy among all battery systems, while the actual value falls significantly short. The hindered oxygen and/or electron transport result(s) in limited utilization of the porous air electrode, while achieving a quantitative understanding of the electrochemistry and mass transport coupling is challenging. Herein, a porous electrode with highly consistent and controllable channel units is pioneered that excludes the randomness of disordered pores and consequently enables the investigation of control mechanisms. A three‐dimensional dynamic heterogeneous model is developed, providing the first spatio‐temporal distribution of LiO 2 and revealing its reversed diffusion trajectories at limited electron transport. The synergistic combination of experiments and models identifies the crucial role of channel sizes on mechanisms that are divided into mass, hybridization, and electron transport control. For macropores, improving Li 2 O 2 conductivity and mitigating solid‐liquid interface damage are urgent compared to enhancing oxygen diffusion. The unit model offers a promising approach to quantitatively understand the reaction and transport mechanisms in other battery systems with porous electrodes. This work represents a break through in knowledge of control mechanisms and guides the design of disordered electrodes for high‐performance lithium–oxygen batteries.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小红发布了新的文献求助10
刚刚
崔凯完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
蔡建鹏给蔡建鹏的求助进行了留言
3秒前
shadow发布了新的文献求助10
3秒前
发财总发布了新的文献求助10
4秒前
一大摞钱完成签到,获得积分20
5秒前
xuleitao发布了新的文献求助10
6秒前
安稳先生发布了新的文献求助10
6秒前
赘婿应助舒心梦玉采纳,获得10
8秒前
陆晓亦完成签到,获得积分10
9秒前
HarryYang发布了新的文献求助30
10秒前
欣慰的千秋应助fan采纳,获得10
10秒前
11完成签到,获得积分10
11秒前
阿姊完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
13秒前
fjhsg25完成签到,获得积分20
14秒前
大模型应助沉默橘子采纳,获得10
14秒前
内向的哈密瓜完成签到,获得积分10
14秒前
shadow完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
安稳先生完成签到,获得积分10
16秒前
HarryYang完成签到,获得积分10
18秒前
fjhsg25发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
20秒前
cqnuly完成签到,获得积分10
20秒前
linkman发布了新的文献求助20
21秒前
造藏完成签到,获得积分10
22秒前
24秒前
xuleitao完成签到,获得积分10
24秒前
EdwardKING发布了新的文献求助30
24秒前
25秒前
哒哒哒发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
小笼包完成签到,获得积分10
26秒前
祝雲完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
pharm完成签到,获得积分10
27秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 1370
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
Comparison of adverse drug reactions of heparin and its derivates in the European Economic Area based on data from EudraVigilance between 2017 and 2021 500
[Relativity of the 5-year follow-up period as a criterion for cured cancer] 500
Statistical Analysis of fMRI Data, second edition (Mit Press) 2nd ed 500
Huang‘s catheter ablation of cardiac arrthymias 5th edtion 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3944661
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3489644
关于积分的说明 11052828
捐赠科研通 3220616
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1780176
邀请新用户注册赠送积分活动 865146
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 799837