设计合理的阴极结构和高效的催化材料是促进高性能锂-氧气电池（LOBs）实际应用的重中之重。然而，电池循环过程中积累的副产物会严重影响其性能。设计一种既能够提高主反应的催化效率，又能够抑制副反应的阴极催化剂是非常有意义的。在此，研究者首次提出将NiCeOx作为LOBs的双功能阴极催化剂材料。NiO和CeO2组分的联合作用有望促进副产物（如Li2CO3）的分解，增加CeO2中的氧空位含量，增强氧和超氧化物的吸附。采用静电纺丝法制备的NiCeOx纳米棒（NiCeOx PNR）呈现中空多孔纳米棒（PNR）状结构，提供了大量的催化活性位点，有利于反应物的传输和放电产物的沉积。结果表明，使用该阴极催化剂的锂-氧气电池可实现较高的比放电容量（2175.9mAh/g）和较长的循环寿命（在100mA/g下循环67次，有限容量为500mAh/g）。
图1.NiCeOx PNRs的形成示意图。
图2.NiO、CeO2、NiO/CeO2和NiCeOx（具有不同的Ni/Ce比率）样品的X射线衍射图。
图3.（a）NiO、CeO2、NiO/CeO2和NiCeOx（Ni/Ce=24/1）样品的拉曼光谱，所制备的NiCeOx PNR（Ni/Ce=24/1）的XPS图谱。（b）Ce3d、（c）Ni2p和（d）O1s的高分辨率XPS光谱。
图4.（a）金属盐/PVP复合纳米纤维的SEM图像和（b）NiCeOx PNRs（Ni/Ce=24/1）的FESEM图像；（c-e）NiCeOx PNRs的TEM图像；（f）NiCeOx PNRs的SAED图谱；（g-j）NiCeOx PNRs（Ni/Ce=24/1）的相应EDS映射图像。
图5.（a）Super P电极和不同前驱体比例下NiCeOx电极的CV曲线：Ni/Ce=9/1、Ni/Ce=5/1和Ni/Ce=24/1；（b）配备NiO、CeO2和具有不同前驱体比例的NiCeOx电极的电池的初始放电和充电曲线：Ni/Ce=9/1、Ni/Ce=5/1和Ni/Ce=24/1；（c）当电流密度为100mA/g时，容量限制为500mAh/g的不同电极组装电池的初始放电-充电曲线；（d）Ni/Ce=24/1催化剂在100mA/g下进行特定循环的放电-充电曲线；（e）不同前驱体比例下NiCeOx电极的循环稳定性比较：Ni/Ce=9/1、Ni/Ce=5/1和Ni/Ce=24/1。
图6.放电和充电后（a）NiCeOx PNR（Ni/Ce=24:1）和（b）SuperP阴极中Li1s的高分辨率XPS光谱。
图7.（a）新鲜NiCeOx催化剂，以及第一次完全（b）放电和（c）充电后其表面的SEM图像；（d）NiCeOx阴极放电前、放电后和充电后的XRD图谱；（e）新鲜阴极、放电阴极和充电阴极与TiOSO4溶液的颜色反应；（f）Li2O2在NiCeOx催化剂表面的形成和分解示意图。
