Small Methods：利用原位、在線分析技術表徵鋰-氧電池中固、液、氣界面的研究進展

在眾多電化學能量儲存技術中，鋰-氧電池因其超高理論能量密度而在近年受到廣泛的關注並吸引了大量的研究投入。鋰-氧電池以來源豐富的氧氣和質輕的鋰金屬作為正負兩個電極的活性物質，理論上能提供高達3,458 Wh/kg的比能量密度，遠遠超過今天商用的鋰離子電池（理論能量密度584 Wh/kg，以碳-鈷酸鋰體系為例）。然而，要實現真正實用的鋰-氧電池，尚有許多問題需要解決，包括循環壽命短，功率性能差，以及能量效率低等等。

而鋰-氧電池技術上的突破，則必需以對鋰-氧反應機理的進一步理解為基礎。得益於原位、在線分析表徵技術在鋰-氧電池中的的發展和應用，近年研究人員對鋰-氧電池中固、液、氣界面的反應過程的了解有了長足的進步。傳統的分析方法通常是非原位方法，即樣品在分析時已從電池中取出。相比之下，原位分析方法更能夠真實表徵電池內部的反應，避免了樣品在電池拆開過程中或者因暴露在新環境裡面而受到的干擾。而在線分析方法則再進一步，不但是原位分析，而且能在電池充放電的過程中實時監測樣品，展現電池中真實發生的反應。

香港中文大學的盧怡君研究團隊在發表於Small Methods的綜述里總結了近年利用原位、在線分析技術表徵鋰-氧電池中固、液、氣界面的研究進展。該綜述回顧了利用原位、在線分析技術進行的基礎機理研究，這些研究致力於揭示反應的中間產物、反應路徑和反應的限制因素。基於對前人研究的總結，他們指出一系列鋰-氧電池領域中關鍵待了解的基礎問題，並提出了在此領域中利用原位、在線分析技術的若干發展方向，以期進一步揭示鋰-氧體系的反應機理。

該工作以Recent Progress in Applying In Situ/Operando Characterization Techniques to Probe the Solid/Liquid/Gas Interfaces of Li–O2 Batteries為標題發表在Small Methods（DOI: 10.1002/smtd.201700150）上。本文的作者為香港中文大學梁倬健、鄒慶立、王余及盧怡君教授。

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