长春应用化学研究所彭章泉研究员做客第241期化苑讲坛

报告题目：锂-氧电池反应原理

报 告 人 ：彭章泉研究员

报告时间：2017年3月27日（周一）上午8：15

报告地点：化学楼二楼一号会议室

报告人简介：

彭章泉，长春应化所研究员。1997年7月本科毕业于武汉大学，2000年7月和2003年12月在中科院长春应化所分别获分析化学硕士和博士学位。2004年4月至2006年1月，德国杜塞尔多夫大学物理化学研究所洪堡研究员(激光化学)，2006年1月至2007年11月，丹麦奥尔胡斯大学化学系博士后(自由基电化学)，2007年11月至2012年4月，英国圣安德鲁大学研究助理(锂-氧电池)，2012年4月起长春应化所电分析化学国家重点实验室研究员。已在Science, Nat. Mater., Nat. Chem., Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc.，Nano Lett.等刊物发表SCI论文40余篇，论文被SCI期刊引用超过2500次。2004年获德国洪堡奖学金，2003年吉林省科学技术进步奖一等奖（第八完成人）。

报告内容：

非水溶剂锂-氧电池是基于锂-氧反应（2Li + O₂ ↔ Li₂O₂，E^θ = 2.96 V vs. Li/Li⁺）的新型化学电源，具有极高的理论能量密度，近年来倍受关注。锂-氧电池中最为关键的基础科学问题是正极中的氧气电极反应，其机理目前仍处于模型假说和热点争议之中。结合经典电化学、现场光/质谱电化学和第一性原理计算，报告人对锂-氧电池反应原理进行了深入探索。

在基元反应方面，观察到中间产物O₂^-和LiO₂的光谱学信号，揭示了O₂^-和LiO₂在氧气还原成最终产物Li₂O₂过程中所起的作用，提出了溶液相和表面相生成Li₂O₂的反应机理；对H⁺存在条件下氧气还原成H₂O₂的反应机理进行了系统研究。在电荷输运和反应位点方面，运用固态离子学、现场光谱电化学和同位素标记技术，测量了放电产物 Li₂O₂的电子和离子电导率，获得了锂-氧电池充放电过程均受限于界面电子传输的重要信息，揭示了放电产物 Li₂O₂存在介观缺陷，提出氧气电极反应界面上电子、锂离子和氧气传质过程新模型。在Li₂O₂电化学氧化方面，化学合成出高纯度的非晶态Li₂O₂，利用固态离子学与微分电化学质谱技术对其电化学性质进行了深入研究。

对锂-氧电池反应机理的研究，可加深研究人员对这种新型化学电源的认识，从源头出发，解决锂-氧电池的瓶颈问题，进而推动实用化进程。