性能提升德國研發(fā)新型高熵儲(chǔ)能材料

李娜-車聞

2019年05月22日 13:24 轉(zhuǎn)載來源：蓋世汽車

　　[汽車之家行業(yè)] 據(jù)外媒報(bào)道，德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）研究人員提出一種適合儲(chǔ)能應(yīng)用的新型高熵材料。他們?cè)谡撐闹斜硎荆宰罱O(shè)計(jì)的多陽離子過渡金屬基高熵氧化物為前提，LiF或NaCl為反應(yīng)物，用簡(jiǎn)易機(jī)械化學(xué)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。

　　含鋰的熵穩(wěn)定氟氧基化合物，可用作正極活性材料，該材料與傳統(tǒng)（非熵穩(wěn)定）氟氧化合物不同，前者受益于熵穩(wěn)定表現(xiàn)出更強(qiáng)的鋰儲(chǔ)存性能，提升循環(huán)性能。熵穩(wěn)定的概念也適用于具有巖石鹽結(jié)構(gòu)的含鈉氯氧化物，從而為開發(fā)后鋰電池技術(shù)鋪平道路。

　　在眾多不同應(yīng)用領(lǐng)域中，高熵材料（HEM）因其特殊的性質(zhì)，獲得廣泛關(guān)注。HEM以引入高構(gòu)型熵來穩(wěn)定單相結(jié)構(gòu)為前提。目前已經(jīng)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(zhì)和鋰離子電池等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。而最近出現(xiàn)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。

　　然而，目前為止，還沒有關(guān)于含有多個(gè)陰離子的HEM化合物的文獻(xiàn)報(bào)道。穩(wěn)定的高構(gòu)型熵效應(yīng)僅由晶體結(jié)構(gòu)中的陽離子引起，因?yàn)殛庪x子位點(diǎn)的貢獻(xiàn)為零。因此，具有明顯熵穩(wěn)定跡象的多陰離子和多陽離子單相結(jié)構(gòu)物質(zhì)的制備具有重要意義，特別是考慮到構(gòu)型熵增益將比過渡金屬基HEO體系更大。

　　值得一提的是，熵穩(wěn)定能顯著提高循環(huán)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(shí)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(chǔ)能材料。（文章來源：蓋世汽車網(wǎng)）