新款三氟化鐵陰極材料或使鋰電池能量密度翻三倍

據外媒報道，馬里蘭大學、美國能源部布魯克黑文國家實驗室和美國陸軍研究實驗室開發并研究了一種經過改進設計的新型陰極材料——三氟化鐵（FeF3），該材料可能使鋰離子電池電極的能量密度增加三倍。

這種材料通常用于鋰離子電池，這主要得益于嵌入化學。然而，三氟化鐵等配合物通常通過更復雜的轉化反應傳輸多個電子。盡管FeF3_3的潛力可以提高陰極容量，但復合材料在鋰離子電池中的歷史性能并不好，因為在轉化反應中存在三種問題：低能效（磁滯）、低反應速率、副反應或縮短鋰電池的使用壽命。為了克服這些技術挑戰，研究團隊使用化學取代工藝在FeF3納米棒中添加鈷原子和氧原子，使研究人員能夠控制反應途徑并實現可逆反應。首先，研究人員在功能納米材料中心（CFN）通過透射電子顯微鏡（TEM）觀察了FeF3的納米棒，分辨率高達0.1nm。隨后，研究人員使用國家同步輻射源II（NSLS-II）的X射線粉末衍射（XPD）光束線，使超亮X射線穿過陰極材料，然后分析離散光，因此研究人員可能能夠直觀地呈現有關材料結構的其他信息。為了評估這種陰極材料的功能，將CFN與NSLS-II高度先進的圖像和顯微鏡技術相結合是關鍵。美國馬里蘭大學的研究人員表示，這一研究策略可能會應用于其他高能轉換材料，未來的研究也可以利用這種方法改進其他電池系統。（本文圖片選自greencarcongress.com）據外媒報道，馬里蘭大學、美國能源部布魯克黑文國家實驗室和美國陸軍研究實驗室開發并研究了一種經過改進設計的新型陰極材料——三氟化鐵（FeF3），這可以使鋰離子電池電極的能量密度增加三倍。

這種材料通常用于鋰離子電池，這主要得益于嵌入化學。然而，三氟化鐵等配合物通常通過更復雜的轉化反應傳輸多個電子。盡管FeF3_3的潛力可以提高陰極容量，但復合材料在鋰離子電池中的歷史性能并不好，因為在轉化反應中存在三種問題：低能效（磁滯）、低反應速率、副反應或縮短鋰電池的使用壽命。為了克服這些技術挑戰，研究團隊使用化學取代工藝在FeF3納米棒中添加鈷原子和氧原子，使研究人員能夠控制反應途徑并實現可逆反應。首先，研究人員在功能納米材料中心（CFN）通過透射電子顯微鏡（TEM）觀察了FeF3的納米棒，分辨率高達0.1nm。隨后，研究人員使用國家同步輻射源II（NSLS-II）的X射線粉末衍射（XPD）光束線，使超亮X射線穿過陰極材料，然后分析離散光，因此研究人員可能能夠直觀地呈現有關材料結構的其他信息。為了評估這種陰極材料的功能，將CFN與NSLS-II高度先進的圖像和顯微鏡技術相結合是關鍵。美國馬里蘭大學的研究人員表示，這一研究策略可能會應用于其他高能轉換材料，未來的研究也可以利用這種方法改進其他電池系統。（本文圖片選自greencarcongression.com）

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