用于Li-CO2电池的过渡金属及其合金催化剂研究进展

马文庆1，2，3，简天真1，马建平3，李现红3，高海洋3，刘宏1，2 （1. 济南大学 前沿交叉科学研究院， 化学化工学院；2. 山东大学 晶体材料国家重点实验室； 3. 山东圣阳电源股份有限公司）

摘要：【目的】提升锂-二氧化碳（Li-CO2）电池的反应可逆性和动力学特性，概括Li-CO2电池的简史、结构、工作原理以及关键科学问题，综述用于Li-CO2电池的过渡金属及其合金催化剂的成分、形貌、微观结构等特性及其对Li-CO2电池性能的影响，分析过渡金属及其合金催化剂在催化过程中的作用机制和演化行为。【研究现状】过渡金属对反应物吸附与活化、 放电产物沉积及分解具有促进作用。基于过渡金属元素构筑的单金属和双金属正极催化剂，在Li-CO2电池中的催化活性、作用机制及其自身在催化过程中的演化各不相同。金属间化合物具有显著区别于固溶合金、单分散双金属、单一金属的化学微环境，因此在促进反应物种吸附与活化、产物分解等方面表现出独特优势。【结论与展望】过渡金属及其合金催化剂的未来研究方向有：调控催化剂宏观形貌和表面微结构；监测催化过程中催化剂结构与成分演化、放电产物沉积与分解行为；建立适用于Li-CO2电池的催化剂关键“描述符”；开发低成本催化剂量产工艺。

关键词： 锂-二氧化碳电池； 过渡金属； 合金催化剂