用于和可充电电池的新型铁基混合聚离子阴极:结合第一原理计算和实验研究
Hyungsub Kim1, Inchul Park, Dong-Hwa Seo
1Department of Materials Science and Engineering, Research Institute of Advanced Materials, Seoul National University, 599 Gwanak-ro, Gwanak-gu, Seoul 151-742, Republic of Korea.
Journal of the American Chemical Society
|June 7, 2012
概括
新的铁基化合物在和细胞中表现出快速离子导电和可逆电极性能. 这些材料显示出作为先进电池电极材料的前景.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 固态化学 固态化学
背景情况:
- 基于铁的聚离子化合物对于下一代能源存储至关重要.
- 开发具有高效离子传输的材料是高性能电池的关键.
研究的目的:
- 为了合成和描述新的基于铁的混合聚离子化合物Li (x) Na (x) 4-x) Fe (x) 3 (x) PO (x) 4) P (x) O (x) 7).
- 为了研究离子和离子电池的晶体结构,离子导电性和电化学性能.
主要方法:
- 固态合成和晶体结构的确定.
- 分析离子通路和激活障碍的第一原则计算.
- 在和细胞中进行电化学测试.
主要成果:
- 成功合成了Li (x) Na (x) 4-x) Fe (x) 3 (x) PO (x) 4) 2 (x) P (x) 2 (x) O (x) 7) 的化合物 (x = 0-3).
- 确定了3D/离子扩散途径,由P(2) O(7) 支柱促进.
- 经过证明的可逆电极运行,容量为140 mAh g(-1) (Li电池) 和129 mAh g(-1) (Na电池).
- 暴露的氧化还原潜力约为3.4V (vs Li) 和3.2V (vs Na).
结论:
- 新的化合物是快速的离子导体,有可能用于高功率电池应用.
- 这些基于铁的电极提供了高的热稳定性和小的体积变化.
- 合成的材料为现有的基于铁的电池电极材料提供了可行的替代品.
