Feベースのポリアニオン固体溶液フェーズは,ナトリウムイオン電池のための高電量および低温カソードである.

科学分野:

• 材料科学
• 電気化学
• 固体化学

背景:

• 結晶固体におけるアニオン置換は困難であり,ポリアニオン化合物の開発を制限する.
• ポリイオン化合物は,エネルギー貯蔵における高圧アプリケーションに不可欠です.

研究 の 目的:

• アニオン調節されたポリアニオン化合物の形成と性質を調査する.
• ナトリウムイオン電池のための調節可能なアニオンフレームワークを持つFeベースのインターケレーション化合物を調査する.

主な方法:

• 異なるMo/S比を持つFeベースのポリイオン化合物の合成:Fe2[(MoO4) 1-x(SO4) x]3.
• 結晶構造の特徴と相識別 (モノクリニックとロンボヘッド).
• Na+貯蔵能力,動作電圧,低温での性能の電気化学的評価

主要な成果:

• 固体溶液の2つの領域を特定した.モノクリニック (0 ≤ x ≤ 0.3) とロンボエドール (0.8 ≤ x ≤ 1).
• 硫黄の置換により,動作電圧が0. 22V増加し,ナトリウム+のインターケレーション運動が強化された.
• オプティマイズされたモノクリニックフェーズ (FMSO) は,優れたナトリウム貯蔵 (1.99 Na+ per formula) と優れた低温電力 (-40 °C) を示した.

結論:

• アニオン調節されたポリアニオン化合物は,SをMoに置き換えることで成功できます.
• 硫黄の置換は,Feベースのカトドの電圧と運動性を高めるための実行可能な戦略を提供します.
• この研究は,高性能で費用対効果の高いナトリウムイオン電池のためのアニオン固体溶液設計の範囲を拡大します.