德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)Qingsong Wang、Horst Hahn和Ben Breitung团队报道了多阴离子和多阳离子的高熵卤氧化物在电化学储能中的应用。使用最新设计的基于多阳离子过渡金属的高熵氧化物(只有氧离子占据阴离子部位)作为前体,引入另外的LiF或NaCl作为反应物,通过简单的机械化学制备多阴离子和阳离子化合物,形成锂化或钠化物质。
含Li且熵稳定的氟氧化物Lix(Co0.2Cu0.2Mg0.2Ni0.2Zn0.2)OFx显示出3.4V的工作电位(vs. Li+/Li),使其能够用作正极活性材料。考虑到晶体场理论,由于M-F键的强离子特性,金属氟化物通常比氧化物具有更高的电化学势,因此氟的掺入能够使工作电位增加。与传统的(非熵稳定的)氟氧化物不同,这种新材料由于熵稳定而显示出增强的储Li性能,从而通过前所未有的改变组成元素的方式来提升循环性能。此外,研究者也证明熵稳定的概念也适用于具有岩盐结构的含氯氧氯化物,从而为后锂电池技术的发展铺平了道路。
Qingsong Wang, Abhishek Sarkar, Di Wang, Leonardo Velasco, Raheleh Azmi, Subramshu Shekar Bhattacharya, Thomas Bergfeldt, Andre Düvel, Paul Heitjans, Torsten Brezesinski, Horst Hahn, Ben Breitung, Multi-anionic and -cationic compounds: New high entropy materials for advanced Li-ion batteries . Energy Environ. Sci., 2019
DOI: 10.1039/C9EE00368A
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c9ee00368a#!divAbstract