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锂-氧气电池因具有超高理论比能量，有望取代传统锂离子电池成为驱动电动汽车的下一代新型动力电源。对于锂-氧气电池，除了实际比容量、循环寿命等方面有待进一步提升外，电池的大倍率性能较差也是制约该电池体系实用化的关键瓶颈。良好的大电流充放电特性不仅提供了电池的高功率性能，也可大大缩短电池的测试周期，提高研发工作效率。通过优化氧气电极的输运特性和催化剂的催化活性在一定程度上可以提高电池的倍率性能。近年来，氧气电极液相催化剂的出现，为加快电极反应提供了有效思路。在负极方面，由于高化学活性，锂金属的效率和循环寿命也有待提高。目前，利用电解液添加剂在金属锂负极表面原位生成稳定SEI膜提升金属锂性能已经成为公认的有效方法。因此，寻找一种方法能同时提高锂氧气电池中氧电极的倍率性能和金属锂负极的稳定性，将有力推动锂氧气电池的基础研究与应用开发。最近，南京大学何平教授和周豪慎教授提出一种含卤素原子的有机小分子——氯甲酸三氯乙酯（TCCF）为电解液添加剂的方法，基于该电解液在正极和负极表面的积极作用，成功实现了锂-氧气电池倍率性能和负极循环稳定性的提升。
添加剂TCCF引入前（a）和引入后（b）的锂-氧气电池在、、0mAg-1电流密度下的首次充放电曲线；（c）Li
Li对称电池在10mAhcm-2面容量下的循环性能。
研究人员将该电解液应用到以碳为正极的锂-氧气电池中，电化学测试的结果显示，电池在0mAg-1的大电流密度下，放电比容量可达~mAhg-1。进一步的测试结果表明，该倍率性能的提升可能来自于氧气在电解液中溶解度及扩散系数的提升。同时，SEM、Raman及XPS等结果证实，由于电解液添加剂的存在，导致金属锂表面原位生长了一层以LiCl为主要成分的SEI膜，缓解了电解液溶剂的分解和金属锂的腐蚀，金属锂电极在面容量为10mAhcm-2的条件下，实现了小时的稳定循环。该研究为高性能锂-氧气的研究和应用提供了新的思路。
相关工作以VIP论文的形式于年12月21日在线发表在AngewandteChemieInternationalEdition上。论文第一作者为南京大学现代工学院博士研究生王迪，通讯作者为何平教授和周豪慎教授。
该论文作者为：DiWang,FanZhang,PingHe,HaoshenZhou
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