中国科学技术大学工程科学学院热科学和能源工程系特任教授谈鹏团队设计了一种具有高度有序阵列结构的碳包覆阳极氧化铝(C-AAO)空气电极,重新认识了锂氧电池的放电电压突降行为和固体产物过氧化锂生长路径。相关成果以“Reacquainting the Sudden-Death and Reaction Routes of Li-O2Batteries by Ex-Situ Observation of Li2O2Distribution Inside a Highly Ordered Air Electrode”为题发表在《纳米快报》(Nano Letters)上。研究团队设计的C-AAO电极可以被轻易折断,而不会破坏其中的产物分布,实现了全电极范围的Li2O2观测。观测结果表明,小电流下,通道直径会限制环形Li2O2生长,造成电极堵塞。其次,存在一个临界电流密度(It)逆转了环形Li2O2的分布和尺寸。结合电化学阻抗谱表明,电压突降行为是电荷转移阻抗和浓差极化的耦合结果。小电流放电时,放电终止与高电荷转移阻抗和电极堵塞导致的浓差极化有关;大电流放电时,归因于快速电化学反应导致的严重浓差极化。