Silver-Intermediated Perovskite La0.9FeO3−δ toward High-Performance Cathode Catalysts for Nonaqueous Lithium–Oxygen Batteries

过电位 阴极 钙钛矿(结构) 催化作用 锂(药物) 氧气 材料科学 化学工程 无机化学 析氧 化学 电极 电化学 物理化学 有机化学 工程类 内分泌学 医学
作者
Yingge Cong,Qi Tang,Xiyang Wang,Milan Liu,Jinghai Liu,Zhibin Geng,Rui Cao,Xinbo Zhang,Wei Zhang,Keke Huang,Shouhua Feng
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:9 (12): 11743-11752 被引量:57
标识
DOI:10.1021/acscatal.9b03088
摘要

Development of efficient cathode catalysts is crucial for achieving high-performance rechargeable lithium–oxygen batteries. Herein, a simple one-step electrospun method was applied to obtain a silver-modified perovskite La<sub>0.9</sub>FeO<sub>3–δ</sub> (Ag@LFO) as an efficient cathode catalyst. The synthesized catalyst has two characteristics: first, the doping of Ag led to a tailored electronic structure including the generation of Fe<sup>4+</sup>; second, the in situ grown Ag exhibits a stronger interaction with perovskite. These two advantages result in high oxygen adsorbability and increased percentage of highly active oxygen species. Furthermore, film-like Li<sub>2</sub>O<sub>2</sub> was observed during discharge on the Ag@LFO cathode, which is beneficial for decomposition during recharge, whereas Li<sub>2</sub>O<sub>2</sub> generated on the LFO cathode was largely toroidal. Density functional theory calculations were used to discuss the Li<sub>2</sub>O<sub>2</sub> growth mechanism. As a result, compared to La<sub>0.9</sub>FeO<sub>3–δ</sub> and post-loading silver-decorated La<sub>0.9</sub>FeO<sub>3–δ</sub> (Ag/LFO), Ag@LFO exhibits lower overpotential, improved rate-capability, higher discharge specific capacity, and especially promoted cycling performance that is triple that of LFO.
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