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性能提升 德国研发新型高熵储能材料

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据外媒报道,德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)研究人员提出一种适合储能应用的新型高熵材料。他们在论文中表示,以最近设计的多阳离子过渡金属基高熵氧化物为前提,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,可用作正极活性材料,该材料与传统(非熵稳定)氟氧化合物不同,前者受益于熵稳定表现出更强的锂储存性能,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)因其特殊的性质,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。而最近出现的高熵材料,

  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。

  值得一提的是,熵稳定能显著提高循环性能。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。

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