中科院上海硅酸鹽所首次將立方鈣鈦礦相用于高倍率儲鈉電極
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[時間:2017-06-27 來源：中國科學(xué)報 關(guān)注度:0]
摘要: 中科院上海硅酸鹽所研究員李馳麟團(tuán)隊在氟基儲能材料研究中取得新進(jìn)展，首次提出立方鈣鈦礦相可用于高倍率儲鈉電極，在不顯著改變配體鏈接方式的情況下，僅通過操縱通道填充即可實現(xiàn)已知結(jié)構(gòu)原型的開框架化，獲得了具有優(yōu)異電化學(xué)性能的鈉離子電池正極材料，...
中科院上海硅酸鹽所研究員李馳麟團(tuán)隊在氟基儲能材料研究中取得新進(jìn)展，首次提出立方鈣鈦礦相可用于高倍率儲鈉電極，在不顯著改變配體鏈接方式的情況下，僅通過操縱通道填充即可實現(xiàn)已知結(jié)構(gòu)原型的開框架化，獲得了具有優(yōu)異電化學(xué)性能的鈉離子電池正極材料，相關(guān)研究成果日前在線發(fā)表于《先進(jìn)功能材料》。
鈉離子電池由于資源豐富、價格低廉和潛在的倍率性能優(yōu)勢，在靜態(tài)儲能市場有著廣泛的應(yīng)用前景。探索新型結(jié)構(gòu)原型和礦物相，對發(fā)展鈉離子電池高倍率氟基正極材料至關(guān)重要。
立方鈣鈦礦是近年來太陽能電池、燃料電池和電催化的研究熱點，但之前由于其密結(jié)構(gòu)特點很少被嘗試用作儲能電極。為了實現(xiàn)鈣鈦礦相的規(guī)整化和開框架化，李馳麟團(tuán)隊提出用等摩爾數(shù)的K+取代Na+作為通道填充劑，通過液相方法合成了一種立方相的KFeF3。KFeF3作為3V區(qū)間正極，實現(xiàn)了晶體結(jié)構(gòu)的高度對稱性和各向同性的三維快速離子通道，其表現(xiàn)出固溶反應(yīng)(近零應(yīng)力)的電化學(xué)行為和高的本征擴(kuò)散系數(shù)，從而使可逆儲鈉容量在0.1、2和 10C下分別可達(dá)110、 70和 40 mAh g-1，這也是目前所報道的氟化物儲鈉的最高倍率性能。同時，該團(tuán)隊首次將這一氟化物作為鉀離子電池正極材料進(jìn)行測試，在0.5C下有60mAh/g的穩(wěn)定放電容量。
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