可充电锂离子电池(LIB)因其寿命长、高的比功率和能量密度，被认为是下一代电池技术的最佳希望。然而，它们还不能满足电动汽车等新兴技术不断增长的需求。Li-Se电池技术因其高理论体积容量和更高的导电率，越来越被认为是LIBs的潜在替代品。

 

       在《Nature Communications》杂志发表的首篇同类研究中，来自萨里先进技术研究所（ATI）的工程师与悉尼大学技术团队合作，详细介绍了他们如何使用单原子催化剂为Li-Se电池制造高效阴极。他们的电池具有卓越的速率能力和出色的长期循环性能。

 

       萨里团队采用精巧地控制放置在聚苯乙烯球体表面的沸石咪唑框架（ZIF）颗粒。然后，ZIF的芯壳被转化为中空结构的碳材料。通过进一步微调，ATI团队成功制作出原子钴电催化剂、氮掺杂中空多孔碳、氮掺杂中空多孔碳和钴纳米颗粒。通过在中空结构碳颗粒中嵌入硒，生产了碳/硒复合材料。

 

       原子钴电催化剂作为Li-Se电池的阴极材料，表现出优越的电化学性能，包括优异的速率能力（50 C时311 mA h g-1）和优异的循环稳定性（5000次循环后267 mA h g-1，在50 C的电流密度下，每个循环的容量衰减为0.0067%），库仑效率约为100%。

 

       主要作者之一、ATI能源材料副教授Jian Liu博士说：“我们真的相信，我们的原子钴掺杂合成材料可以为锂硒电池铺平道路，使其成为未来几代人的首选电池技术。虽然我们的结果令人难以置信地鼓舞人心，但要实现我们的高容量、可持续电池技术的梦想，还有一段路要走。”

 

       萨里大学ATI主任Ravi Silva教授说：“我们对Liu博士团队所做的极具创造性的优秀工作感到无比自豪，这项研究可能是可持续电池技术发展的决定性时刻。”

 

       论文标题为《High-power lithium–selenium batteries enabled by atomic cobalt electrocatalyst in hollow carbon cathode》。