A Long‐Life Lithium–Air Battery in Ambient Air with a Polymer Electrolyte Containing a Redox Mediator

Lithium–air batteries when operated in ambient air generally exhibit poor reversibility and cyclability, because of the Li passivation and Li₂O₂/LiOH/Li₂CO₃ accumulation in the air electrode. Herein, we present a Li–air battery supported by a polymer electrolyte containing 0.05 m LiI, in which the polymer electrolyte efficiently alleviates the Li passivation induced by attacking air. Furthermore, it is demonstrated that I⁻/I₂ conversion in polymer electrolyte acts as a redox mediator that facilitates electrochemical decomposition of the discharge products during recharge process. As a result, the Li–air battery can be stably cycled 400 times in ambient air (relative humidity of 15 %), which is much better than previous reports. The achievement offers a hope to develop the Li–air battery that can be operated in ambient air.     

The Comparability of Pt to Pt‐Ru in Catalyzing the Hydrogen Oxidation Reaction for Alkaline Polymer Electrolyte Fuel Cells Operated at 80 °C

The Pt‐catalyzed hydrogen oxidation reaction (HOR) for alkaline polymer electrolyte fuel cells (APEFCs) has been one of the focus subjects in current fuel‐cell research. The Pt catalyst is inferior for HOR in alkaline solutions, and alloying with Ru is an effective promotion strategy. APEFCs with Pt‐Ru anodes have provided a performance benchmark over 1 W cm^?2 at 60 °C. The Pt anode is now found to be in fact as good as the Pt‐Ru anode for APEFCs operated at elevated conditions. At 80 °C with appropriate gas back‐pressure, the cell with a Pt anode exhibits a peak power density of about 1.9 W cm^?2, which is very close to that with a Pt‐Ru anode. Even by decreasing the anode Pt loading to 0.1 mg cm^?2, over 1.5 W cm^?2 can still be achieved at 80 °C. This finding alters the previous understanding about the Pt catalyzed HOR in alkaline media and casts a new light on the development of practical and high‐power APFEC technology.     

Mehrachsige Orientierungszustände und mechanische Eigenschaften hochpolymerer Werkstoffe

Zusammenfassung Im ersten Teil des vorliegenden Berichts wird eine Übersicht über die Möglichkeiten zur Beschreibung und Bestimmung von mehrachsigen Orientierungszuständen in Polymeren gegeben. Es wird gezeigt, daß zur Charakterisierung der Orientierung diejenigen Eigenschaften besonders gut geeignet sind, die durch Tensoren zweiter Stufe beschrieben werden können. Für solche Eigenschaften kann die Integration über alle (unterschiedlich orientierten) Molekül-bündel einer orientierten makroskopischen Probe in besonders einfacher Weise erfolgen. Aus den Differenzen der Eigenschaftswerte, die parallel zu je zwei der drei Orientierungs-Hauptrichtungen gemessen wurden, ergeben sich die drei Orientierungsfunktionenf _or einer triaxial orientierten Probe. Für die wichtigsten Orientierungstypen (uniaxial und asymmetrisch-biaxial) werden dief _or Werte bei gegebener Orientierungsverteilung berechnet und zusammengestellt. Schließlich werden einige Meßmethoden zur Bestimmung des Orientierungszustandes von Polymer-Proben angegeben.Der zweite Teil des Berichts befaßt sich mit den Zusammenhängen zwischen dem Orientierungszustand und den mechanischen Eigenschaften einer mehrachsig verstreckten Polymer-Probe. Obgleich ebenso wie im Fall uniaxialer Orientierung auch für mehrachsige Orientierungszustände eindeutige Beziehungen zwischen den mechanischen Eigenschaften und der Orientierung existieren müssen, sind diese Beziehungen für mehrachsige Orientierungszustände nur in einfachen Fällen analytisch faßbar. In Bezug auf die Festigkeitseigenschaften (Bruchspannung und -dehnung) ist dies besonders für Polymere möglich, die im wesentlichen spröde brechen (Beisp. Polystyrol, PMMA). - Die Zusammenhänge zwischen der Orientierung und den elastischen Konstanten mehrachsig orientierter Polymer-Proben sind im Prinzip seit längerem bekannt. An Hand eines Beispiels (Polystyrol) wird hier jedoch gezeigt, daß einige sehr häufig benutzte Vereinfachungen dieser Zusammenhänge nicht immer zulässig sind.Mit 40 Abbildungen     

Polymer‐Templated Formation of Polydopamine‐Coated SnO2 Nanocrystals: Anodes for Cyclable Lithium‐Ion Batteries

Well‐controlled nanostructures and a high fraction of Sn/Li₂O interface are critical to enhance the coulombic efficiency and cyclic performance of SnO₂‐based electrodes for lithium‐ion batteries (LIBs). Polydopamine (PDA)‐coated SnO₂ nanocrystals, composed of hundreds of PDA‐coated “corn‐like” SnO₂ nanoparticles (diameter ca. 5 nm) decorated along a “cob”, addressed the irreversibility issue of SnO₂‐based electrodes. The PDA‐coated SnO₂ were crafted by capitalizing on rationally designed bottlebrush‐like hydroxypropyl cellulose‐graft‐poly (acrylic acid) (HPC‐g ‐PAA) as a template and was coated with PDA to construct a passivating solid‐electrolyte interphase (SEI) layer. In combination, the corn‐like nanostructure and the protective PDA coating contributed to a PDA‐coated SnO₂ electrode with excellent rate capability, superior long‐term stability over 300 cycles, and high Sn→SnO₂ reversibility.     

Self‐Healable Solid Polymeric Electrolytes for Stable and Flexible Lithium Metal Batteries

The key issue holding back the application of solid polymeric electrolytes in high‐energy density lithium metal batteries is the contradictory requirements of high ion conductivity and mechanical stability. In this work, self‐healable solid polymeric electrolytes (SHSPEs) with rigid‐flexible backbones and high ion conductivity are synthesized by a facile condensation polymerization approach. The all‐solid Li metal full batteries based on the SHSPEs possess freely bending flexibility and stable cycling performance as a result of the more disciplined metal Li plating/stripping, which have great implications as long‐lifespan energy sources compatible with other wearable devices.