Катодный материал из трифторида железа или тройная плотность энергии литиевой батареи

По сообщениям зарубежных СМИ, Мэрилендский университет (UMD), Брукхейвенская национальная лаборатория Министерства энергетики США и Исследовательская лаборатория армии США (US Army Research Lab) разработали и изучили новый тип катодного материала - модифицированную конструкцию фторид железа. FeF3), этот материал может утроить удельную энергию электрода литиево-ионной батареи.

Этот материал обычно используется в литий-ионных батареях, в основном из-за методов интеркаляции. Однако комплексы, такие как трифторид железа, обычно передают несколько электронов через более сложные реакции превращения.

Хотя потенциал FeF3 может увеличивать емкость катода, исторические характеристики комплекса в литий-ионных батареях не очень хороши, потому что существует три основных типа проблем в реакции преобразования: низкая энергоэффективность (явление запаздывания, гистерезис), низкая скорость реакции, побочная реакции или сократить срок службы литиевых батарей.

Чтобы преодолеть эти технические проблемы, исследовательская группа использовала процесс химического замещения, чтобы добавить к наностержням FeF3 гранулы кобальта и атомы кислорода, что позволило исследователям управлять путями реакций и достигать обратимых реакций.

Сначала исследователи использовали просвечивающий электронный микроскоп (просвечивающий электронный микроскоп, ПЭМ) для наблюдения за нанометровыми стержнями из FeF3 в Центре исследования функциональных наноматериалов (CFN). Разрешение достигает 0,1 нанометра.

Впоследствии исследователи использовали луч дифракции рентгеновских лучей на порошке (XPD) Национального синхронного источника излучения II (NSLS-II), чтобы сверхяркие рентгеновские лучи проходили через катодный материал, а затем анализировали дискретный свет. Исследователь может визуально представить другую информацию о структуре материала.

Для оценки функциональности катодного материала ключевым стала комбинация высокотехнологичных изображений CFN и NSLS-II и микроскопических технологий.

Исследователи из Университета Мэриленда заявили, что исследовательская стратегия может быть применена к другим материалам для преобразования высокой энергии, и в будущих исследованиях этот метод также может использоваться для улучшения других аккумуляторных систем.

Страница содержит содержимое машинного перевода.