鉅大LARGE | 點擊量:967次 | 2019年05月23日
性能提升 德國研發(fā)新型高熵儲能材料
據(jù)外媒報道,德國卡爾斯魯厄理工學院(KIT)研究人員提出一種適合儲能應用的新型高熵材料。他們在論文中表示,以最近設計的多陽離子過渡金屬基高熵氧化物為前提,LiF或NaCl為反應物,用簡易機械化學方法,制備多陰離子和多陽離子化合物,從而生成鋰化或鈉化材料。
含鋰的熵穩(wěn)定氟氧基化合物,可用作正極活性材料,該材料與傳統(tǒng)(非熵穩(wěn)定)氟氧化合物不同,前者受益于熵穩(wěn)定表現(xiàn)出更強的鋰儲存性能,提升循環(huán)性能。熵穩(wěn)定的概念也適用于具有巖石鹽結(jié)構(gòu)的含鈉氯氧化物,從而為開發(fā)后鋰電池技術(shù)鋪平道路。
在眾多不同應用領域中,高熵材料(HEM)因其特殊的性質(zhì),獲得廣泛關(guān)注。HEM以引入高構(gòu)型熵來穩(wěn)定單相結(jié)構(gòu)為前提。目前已經(jīng)合成并公開的大量高熵化合物,包括碳化物、二硼化物、氮化物、硫系化合物和氧化物,在熱電、電介質(zhì)和鋰離子電池等領域有著廣泛的應用。而最近出現(xiàn)的高熵材料,名為高熵氧化物(HEO),是由美國ChristinaM.Rost等人在2015年首次提出。
然而,目前為止,還沒有關(guān)于含有多個陰離子的HEM化合物的文獻報道。穩(wěn)定的高構(gòu)型熵效應僅由晶體結(jié)構(gòu)中的陽離子引起,因為陰離子位點的貢獻為零。因此,具有明顯熵穩(wěn)定跡象的多陰離子和多陽離子單相結(jié)構(gòu)物質(zhì)的制備具有重要意義,特別是考慮到構(gòu)型熵增益將比過渡金屬基HEO體系更大。
值得一提的是,熵穩(wěn)定能顯著提高循環(huán)性能。此外,這種方法可以減少電池正極中有毒和昂貴元素,同時不明顯影響能量密度。綜上所述,多陰離子和多陽離子高熵化合物的概念,將帶來前所未有的新型儲能材料。
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