德国研制高熵材料 助锂电发展

德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的研究者,研制出一种新型高熵材料(HEM),可助推锂电发展。从知情人士处获悉,研究员是以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。

锂电池图片

含锂的熵稳定氟氧基化合物(Lix(Co0.2Cu0.2Mg0.2Ni0.2Zn0.2)OFx),电位为3.4Vvs.可作为正极活性材料。与非熵稳定的氟氧化合物不同,这种新材料有更强的锂储存性能和更好的循环性能,这主要是受益于熵稳定。

HEM以引入高构型熵来稳定单相结构为前提。此前已公示的高熵化合物主要有碳化物、二硼化物、氮化物、硫系化合物和氧化物,在锂电等领域有着广泛的应用。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。

KIT研究的是,多阴离子和多阳离子高熵氧卤化物的制备。学者使用一种基于多阳离子过渡金属的高熵氧化物(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F+引入由O2-占据的HEO阴离子晶格中,通过在阳离子晶格中加入锂(或钠)来补偿电荷。

可见,制备高熵材料具有重要的意义。此外,值得一提的是,经过纳米化的氧化钨半导体材料也同样具有高熵的特性,适用于下一代锂离子电池生产。

黄色氧化钨图片

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