活性物質和電極的多孔結構設計是實現鋰氧電池中氧氣電極高容量和良好可逆性的關鍵措施. 

武漢理工大學劉金平課題組報道了一種新穎的三維復刻策略, 并用于設計鋰氧電池氧氣電極用多孔碳材料的三維結構. 文章近期發表于Science China Materials, 2018, doi:10.1007/s40843-018-9367-3

圖1 三維復刻納米材料的路線

作為一個實例, 采用聚多巴胺包覆層為碳源, 通過完整復制納米結構氧化鋅模板的形貌, 成功地制備了由扭曲的中空碳納米片組裝而成的花球狀碳微球. 

作為氧氣電極的活性物質, 花球狀碳微球的三維多孔結構不僅能容納放電產物過氧化鋰, 同時也能保持離子和氣體的擴散通道. 此外, 氮摻雜引入的高缺陷為氧還原/析出反應提供了充足的活性位點. 從而, 花球狀碳微球表現出高達 9163.7?mAh/g 的比容量和優異的可逆性. 

本工作呈現了一種用于能源存儲和轉化的多孔碳材料的三維結構的有效可控制備方法, 即復制過渡金屬氧化物模板的納米結構.

來源：中國科學材料