Rekayasa Antarmuka Nanostruktur PdCoP x Bercabang untuk Baterai Litium-Oksigen Berkinerja Tinggi

Abstrak
Pengembangan material katode tingkat lanjut berperan positif dalam menurunkan kelebihan potensial pengisian/pengosongan dan meningkatkan kinerja siklus baterai litium-oksigen (LOB). Di sini kami melaporkan strategi sintesis langsung untuk menyiapkan nanostruktur seri PdCoPx bercabang berdimensi tinggi, di mana atom-atom Pd tersebar dengan baik dalam kobalt fosfida, yang menghasilkan antarmuka Pd–Co–P yang kaya dan memunculkan efek ligan yang menonjol di antara unsur-unsur tersebut. Pd1Co2Px menunjukkan aktivitas yang sangat baik dan stabil untuk reaksi reduksi oksigen (ORR) dalam media alkali, dengan aktivitas massa 1,46 A mgPd−1, jauh melebihi aktivitas massa Pd/C komersial (0,12 A mgPd−1) dan Pt/C (0,17 A mgPt−1). Dengan menggunakan Pd1Co2Px sebagai katode, LOB yang dihasilkan menunjukkan kelebihan potensial pelepasan/pengisian yang sangat rendah sebesar 0,40 V dan dapat berjalan secara stabil selama lebih dari 240 siklus, yang merupakan peningkatan signifikan dibandingkan dengan yang menggunakan katode CoPx dan Pd/C. Hasil perhitungan Teori Fungsional Eksperimental dan Kepadatan menunjukkan bahwa atom Pd yang terdispersi dapat meningkatkan kinetika ORR secara signifikan, dan antarmuka Pd–Co–P dapat mengarahkan pertumbuhan dua dimensi Li2O2, sehingga memfasilitasi pembentukan produk Li2O2 seperti film yang lebih mudah terurai. Fitur ini berhasil meningkatkan kinerja pengisian dan pengosongan, serta stabilitas LOB.