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性能提升 德國研發新型高熵儲能材料

火影忍者剧场版博人传 www.sshli.icu 2019-5-22 14:46:13 作者:admin 來源:互聯網

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。

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含鋰的熵穩定氟氧基化合物,可用作正極活性材料,該材料與傳統(非熵穩定)氟氧化合物不同,前者受益于熵穩定表現出更強的鋰儲存性能,提升循環性能。熵穩定的概念也適用于具有巖石鹽結構的含鈉氯氧化物,從而為開發后鋰電池技術鋪平道路。

在眾多不同應用領域中,高熵材料(HEM)因其特殊的性質,獲得廣泛關注。HEM以引入高構型熵來穩定單相結構為前提。目前已經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、電介質和鋰離子電池等領域有著廣泛的應用。而最近出現的高熵材料,名為高熵氧化物(HEO),是由美國Christina M.Rost等人在2015年首次提出。

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然而,目前為止,還沒有關于含有多個陰離子的HEM化合物的文獻報道。穩定的高構型熵效應僅由晶體結構中的陽離子引起,因為陰離子位點的貢獻為零。因此,具有明顯熵穩定跡象的多陰離子和多陽離子單相結構物質的制備具有重要意義,特別是考慮到構型熵增益將比過渡金屬基HEO體系更大。

值得一提的是,熵穩定能顯著提高循環性能。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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