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中科院上海硅酸盐所首次提出立方钙钛矿相可用于高倍率储钠电极
责任编辑：yangxue
作者：上海硅酸盐研究所
2017/6/27 14:07:23
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2017年6月23日，中国科学院发布公告称，近日，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员李驰麟带领的团队在氟基储能材料研究中取得新进展，他们首次提出立方钙钛矿相可用于高倍率储钠电极，相关论文在线发表在《先进功能材料》上。
立方钙钛矿是近年来太阳能电池、燃料电池和电催化的研究热点，但之前由于其密结构特点很少被尝试用作储能电极。事实上，健壮构架的钙钛矿相具有本征的三维扩散通道，但是以前报道的NaFeF3中的Na填充通道较窄，导致Fe-F八面体晶格扭曲，使某些方向的通道变得更窄，影响其储钠高倍率的实现。
为了实现钙钛矿相的规整化和开框架化，该团队提出用等摩尔数的K+取代Na+作为通道填充剂，通过液相方法合成了一种立方相的KFeF3。KFeF3作为3V区间正极，实现了晶体结构的高度对称性和各向同性的三维快速离子通道，其表现出固溶反应（近零应力）的电化学行为和高的本征扩散系数（7.9–9.8 × 10−11 cm2 s−1），从而使可逆储钠容量在0.1、2和10 C下分别可达110、70和40 mAh g−1，这也是目前所报道的氟化物储钠的最高倍率性能。同时，该团队首次将这一氟化物作为钾离子电池正极材料进行测试，在0.5 C下有60mAh/g的稳定放电容量。实验在不显著改变配体链接方式的情况下，仅通过操纵通道填充即可实现已知结构原型的开框架化，获得了具有优异电化学性能的钠离子电池正极材料。
据悉，该研究工作得到了中科院百人计划、国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目的资助和支持。
立方钙钛矿氟化物作为钠离子电池开框架正极材料的电化学性能
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