新兴铸管股份有限公司
Xinxing Ductile Iron Pipes Co.
国家材料腐蚀与防护科学数据中心分中心-智慧铸管-耐蚀钢铁材料数据中心
National Materials Corrosion and Protection Data Center
Intelligent Ductile Iron Pipe-Corrosion Resistant Steels Data Center
中文 | Eng 管理后台 数据审核 登录 反馈
德国研究人员提出一种适合储能应用的新型高熵材料
2019-06-14 09:41:31 作者:本网整理 来源:盖世汽车

据外媒报道,德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的研究人员,提出一种适合储能应用的新型高熵材料。他们在论文中报告,以最近设计的多阳离子过渡金属基高熵氧化物为前体,LiF或NaCl为反应物,用简易机械化学方法,制备多阴离子和多阳离子化合物,从而生成锂化或钠化材料。

含锂的熵稳定氟氧基化合物(Lix(Co0.2Cu0.2Mg0.2Ni0.2Zn0.2)OFx),工作电位3.4 V vs. Li+/Li,可用作正极活性材料。与传统(非熵稳定)氟氧化合物不同,这种新材料受益于熵稳定,表现出更强的锂储存性能,以前所未有的方式改变组成元素,提升循环性能。熵稳定的概念也适用于,具有岩石盐结构的含钠氯氧化物,从而为开发后锂电池技术铺平道路。

在众多不同应用领域中,高熵材料(HEM)因其新颖、意想不到和前所未有的特性,获得广泛关注。HEM以引入高构型熵来稳定单相结构为前提。目前已经合成并公开的大量高熵化合物,包括碳化物、二硼化物、氮化物、硫系化合物和氧化物,在热电、电介质和锂离子电池等领域,有着广泛的应用。最近出现的高熵材料,名为高熵氧化物(HEO),2015年由美国Christina M.Rost等人首次提出。

然而,目前为止,还没有关于含有多个阴离子的HEM化合物的文献报道。稳定的高构型熵效应,仅由晶体结构中的阳离子引起,因为阴离子位点的贡献为零。因此,具有明显熵稳定迹象的多阴离子和多阳离子单相结构物质的制备,具有重要意义,特别是考虑到,构型熵增益将比过渡金属基HEO体系更大。KIT的论文是首次报道,多阴离子和多阳离子高熵氧卤化物,及其在电化学储能中的应用。

研究人员使用一种基于多阳离子过渡金属的HEO(即只有氧离子占据阴离子位点),作为前体,引入额外的卤素离子(X)和碱金属离子,生成多阴离子、多阳离子的岩盐型化合物(HEOX)。将一价氟引入由二价氧占据的HEO阴离子晶格中,通过在阳离子晶格中加入单价锂(或钠)来补偿电荷。由于氟和氧离子半径相似,所以,在单相岩盐结构中,这种替代不会引起明显应变。

通过将多个阴离子加入一个熵稳定的多阳离子化合物中,研究人员首次发现,在保持单相岩盐结构的同时,不仅阳离子发生变化,阴离子也会变化。这些化合物构成一类新的熵稳定材料,阴离子晶格促进构型熵形成,从而获得额外的结构稳定增益。通过这种方法,成功合成一种具有岩石盐结构的氟氧基正极活性材料,适用于下一代锂离子电池应用。

值得一提的是,熵稳定能显着提高循环性能。此外,这种方法可以减少电池正极中有毒和昂贵元素,同时不明显影响能量密度。综上所述,多阴离子和多阳离子高熵化合物的概念,将带来前所未有的新型储能材料。

 

 

注:文章、作品、图片版权归作者享有如有作者来源标记有误或涉及侵权,请原创作者联系小编删除。

免责声明:本网站所转载的文字、图片与视频资料版权归原创作者所有,如果涉及侵权,请第一时间联系本网删除。

关于国家科技资源服务平台

国家科技基础条件平台中心是科技部直属事业单位,致力于推动科技资源优化配置,实现开放共享,其主要职责是:承担国家科技基础条件平台建设项目的过程管理和基础性工作;承担国家科技基础条件平台建设发展战略、规范标准、管理方式、运行状况和问题的研究,以及国际合作与宣传、培训等工作;承担科技基础条件门户系统的建设与运行管理工作;参与对在建和已建国家科技基础条件平台项目的考核评估和运行监督工作。

国家科技资源服务平台相关网站


国家材料腐蚀与防护科学数据中心

国家高能物理科学数据中心

国家基因组科学数据中心

国家微生物科学数据中心

国家空间科学数据中心

国家天文科学数据中心

国家对地观测科学数据中心

国家极地科学数据中心

国家青藏高原科学数据中心

国家生态科学数据中心

国家冰川冻土沙漠科学数据中心

国家计量科学数据中心

国家地球系统科学数据中心

国家人口健康科学数据中心

国家基础学科公共科学数据中心

国家农业科学数据中心

国家林业和草原科学数据中心

国家气象科学数据中心

国家地震科学数据中心

国家海洋科学数据中心