近日，国际化学领域顶级学术期刊《Angewandte Chemie International Edition》（Impact Factor: 16.6，TOP期刊，Nature Index期刊）报道了我院龙剑平教授课题组发表的题为“Identifying the Role of Lewis-base Sites for the Chemistry in Lithium-Oxygen Batteries”（解密路易斯碱位点在锂-氧气电池化学中的作用）的最新研究成果。这是我校首次以第一完成单位、第一通讯单位在该权威期刊上发表研究成果，标志着我校在高比能二次电池电极材料领域得到了国际同行的高度认可。《德国应用化学》作为化学领域的世界顶级期刊，具有强大的学术影响力。该研究成果的发表对于持续提升我校在化学领域的国际学术影响力具有重要意义。

　　开发具有超高能量密度的新电池体系正在成为储能市场竞逐的“新赛道”，其关键在于电极材料的革新。该研究成果通过构建含路易斯碱位点的金属有机框架正极材料，显著改善了锂-氧气电池的放电容量、充放电极化电压与循环稳定性，并首次揭示了路易斯碱位点在促进锂-氧气电池充放电化学中的关键作用及其作用机制：（1）路易斯碱位点可作为电子供体，在电池放电/充电过程中促进O2/Li2O2的活化，并加速电池的反应动力学；（2）路易斯碱位点在电池放电过程中，能有效捕获Li+，从而减弱正极表面对LiO2中间体的吸附，极大地促进了LiO2中间体的溶剂化过程，并最终将Li2O2的表面吸附生长机制转变为溶液介导生长机制。该研究成果对于指导该电池体系中路易斯酸/碱双位点电催化剂的合理构建具有重要的理论和实际意义。该项研究工作由龙剑平教授指导的2020级硕士研究生赵川、2021级硕士研究生阎中富与2020级博士研究生周波等合作攻关完成。

　　据悉，龙剑平教授课题组瞄准目前动力电池市场对新一代高能量密度、长循环寿命、高安全性电池的迫切需求，紧紧围绕高比能金属二次电池（包括锂/锌金属电池负极保护、金属二次电池电解质优化、负极/电解质界面调控、金属-空气电池正极设计）的关键基础科学问题，致力于揭示金属二次电池的充放电化学过程、电极材料和电解质的表界面微观作用机制，以推动高比能金属二次电池的大规模应用。近3年以来，该课题组已在Angew. Chem. Int. Edit., Energy Environ. Sci., Energy Storage Mater., Adv. Energy Mater., ACS 　　Nano等国际顶级期刊发表学术论文60余篇，入选ESI高被引论文4篇，入选ESI高热点论文1篇，论文总被引3300余次（Google Scholar），H指数34，授权发明专利14项。

图1. 路易斯碱位点在电池化学中的作用机制图

图2. Lewis碱位点对锂-氧气电池反应动力学的影响

图3. Lewis碱位点对锂-氧气电池放电产物沉积的影响

　　延伸阅读：《德国应用化学》（Angewandte Chemie）创刊于1888年，是德国化学学会（GDCh）的官方旗舰期刊并由Wiley–VCH出版。作为化学领域的国际权威期刊，仅报道具有高度原创性且是化学科学研究领域的重要研究成果，在全世界化学研究领域具有广泛影响力。