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隊在氟基儲能材料研究中取得新進展，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隊在氟基儲能材料研究中取得新進展，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)行為和高的本征擴散系數(shù)，從而使可逆儲鈉容量在0.1、2和 10C下分別可達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，該團隊首次將這一氟化物作為鉀離子電池正極材料進行測試，在0.5C下有60mAh/g的穩(wěn)定放電容量。
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