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鋰金屬被認為是下一代可充電池最有前景的負極之一，但其實際應用在很大程度上受到樹枝狀生長不可控和無限體積變化的阻礙。

新加坡科技設計大學（SUTD）楊會穎等受單原子催化劑優越催化作用的啟發，開發了用于鋰金屬電池的具有不對稱N、O配位的碳負載單原子Co(Co-N/O)。

圖1. 材料制備示意

實驗結果和理論計算表明，與N-配位的原子Co位點和孤立的O位點相比，具有不對稱N、O配位的單原子Co原子對Li的結合能力更強，能夠實現均勻的Li沉積/剝離。此外，Co原子周圍的不對稱N，O配位可引起共活化效應，降低Li⁺到Li⁰轉換的能量勢壘，從而大大促進沉積動力學。

圖2. 不同宿主上的鋰沉積形貌

因此，當Co-N/O作為鋰沉積宿主時，Co-N/O在1 mA cm^-2的電流密度和2 mAh cm^-2的容量下實現了98.6%的高平均庫侖效率，在對稱電池中實現了2000小時的長循環壽命，以及出色的倍率性能（8 mA cm^-2時的電壓極化為23 mV）。總之，這項工作提供了對鋰金屬負極設計中具有不對稱雜原子配位的單原子金屬的全面理解。

圖3. 電化學性能

Asymmetric N, O-Coordinated Single Atomic Co Sites for Stable Lithium Metal Anodes. Energy & Environmental Materials 2022. DOI: 10.1002/eem2.12449

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楊會穎EEM：穩定循環2000小時,單原子Co催化劑助力鋰金屬負極！

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