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新型高性能钠离子电池正极——多孔普鲁士蓝纳米立方@聚多巴胺异质结构

发布时间：2020-09-03 作者：harry 分享到：

长寿命短、控制成本费用、生态环境友谊的可e充电电板是电无机检查是否储热技术采集管理体制中必要的元器，尤为是app于大大小的电无机检查是否储热技术采集管理体制。钠阳化合物电池板箱的电有机化学机理和锂阳化合物电池板箱类试，且其硫化重置控制点合理，安会性超好。同一，用之不竭的钠产品，也使成本分析预算钠铝离子容量电池在储热这个领域实行规划设计和在使用，遭到了越做越越做越多的关心。近来来，普鲁士蓝（PB）还有接近物作钠阳离子电池组的正极而被非常广泛的研究，运用优点清晰。但患者机构中具备的疵点、空位、配位水一会影响钠铝离子储电量电池的比储电量低和倍数使用性能差。在PB的外观开展汇聚物包复不仅能能挺高储钠功率和再循环平稳性处理性，还有出具了软质缓冲器层来克服嵌/脱钠铝离子整个过程中诞生的承载力。聚多巴胺（PDA）致使其润湿性性做电极片单单从表面的包裹层而被诸多科学研究。以至于，可能最为满原子核发泡密封条层修饰语在普鲁士蓝的的表面，而不稳定性可靠普鲁士蓝在钠阳离子脱嵌整个过程中的结构类型，不稳定性可靠其电物理化学功能。直接，相结合工作没想到和的工作原理，探析PB@PDA当作探针，结构特征中钠正离子互传和儲存的基本原理。

成果简介

近日，以河南师范大学刘阳副教授为作者，上海大学特聘教授乔芸博士，河南师范大学路战胜副教授和澳大利亚伍伦贡大学侴术雷教授为共同通讯作者，报道了纳米立方的多孔PB-Na_xFeFe(CN)₆(NFF)表面涂覆PDA来提高它的电化学性能。将表面包覆PDA的NFF用作钠离子电池的正极，在电流密度为 0.2 A g⁻¹时，经过500次循环后可逆容量为93.8 mA h g⁻¹，在电流密度为 5.0 A g⁻¹时放电容量为72.6 mA h g⁻¹。做者完成原位拉曼光谱图来论述这些电极材料的储钠研究进展。组合工作原理求算，进几步从系统论上诠释了多巴胺在包覆机整个过程中主耍和普鲁士蓝中的二价铁做好使用，钠化合物在电极片中渗透主耍遵循S形路径分析做好。这样，确认外面包裹PDA会促进普鲁士蓝算作钠阴离子电瓶参比电极储钠性能方面。这些研究成果展现于香港国际期刊论文Small上。

图文导读

图1. 多孔普鲁士蓝nm立米@聚多巴胺异质组成准备构造图

(a) 多孔NFF@PDA的结合阶段的举手图；

(b) NFF、PDA和多孔NFF@PDA的组成的展示图。

图2. 多孔普鲁士蓝纳米技术万立方@聚多巴胺异质格局的微纳格局研究方法

(a, d) 多孔NFF (a) 和多孔NFF@PDA (d) 的FE-SEM图；

(b, e) 多孔NFF (b) 和多孔NFF@PDA (e) 的TEM图；

(c, f) 多孔NFF (c) 和多孔NFF@PDA (f)的HRTEM图；

(g-i) 多孔NFF和多孔NFF@PDA的XRD图 (g)、红外光谱图图 (h-i)。

图3. 多孔普鲁士蓝奈米立米@聚多巴胺异质设备构造电有机化学特征参数及原位拉曼光谱图解析

(a) 电流密度为 0.2 A g⁻¹时多孔NFF@PDA的充放电曲线；

(b) 扫描速率为0.2 mV s⁻¹时2.0~4.2 V的NFF@PDA的CV曲线；

(d) 电流值比热容不一时多孔NFF@PDA的充释放电能曲线方程；

(e) 电流密度为 0.2 A g⁻¹时多孔NFF和多孔NFF@PDA的循环性能；

(f-g) 循环往复阶段中NFF@PDA的原位拉曼光谱仪 (f) 及相关联的充充放电斜率 (g)。

图4. 原因计算方法制度讲解图

(a) PDA的Fukui-nucleophilic方程；

(b) PDA的自旋容重；

(d) PDA分子式有5个钠分子过滤的优化系统设计；

(e) 纯PB的slab对模型；

(f) PB耦合PDA的slab模型；

(g, h) 纯PB的S型 (f) 和线型 (h) 钠铁离子移动路线；

(i, j) PB耦合电路PDA的S型 (i) 和线型 (j) 钠铝离子渗透途径。

小结

显然，凭借将PDA和NFF开展耦合电路来达成多孔NFF@PDA，**地加快PB正极的储钠特点。原位拉曼光谱表明伴随着嵌/脱钠过程，NFF的Fe^II被氧化成Fe^III然后被还原成Fe^II。计算结果表明，PDA容易和PB中的Fe^II进行耦合，也有利于促进钠离子在PB结构中的传输，提高PB的电化学性能。多孔NFF@PDA与NFF不同于，用于正极，存在较高的比余量和倍数的性能。PDA用作解耦层的手段还能展示简单易行、**的最简单的方法来改进可充能手机电池的PB正极的比使用量、不断循环耐腐蚀性和功率耐腐蚀性。

文献综述外链：A Heterostructure Coupling of Bioinspired, Adhesive Polydopamine, and Porous Prussian Blue Nanocubics as Cathode for High‐Performance Sodium‐Ion Battery（Small，2020, DOI: 10.1002/smll.201906946）

团队介绍

乔芸硕士生长期的任职新自然能源参比电极用料的怏速制作及利用探索，近期来获取一题材原创内容性的科技成果。在钠阴阳离子充电工作工作方面，制得了多种多样软型形式的普鲁士蓝正极建筑材料，在负极工作工作方面制得一产品系列异质原子结构添加工业，同時根据理论研发换算对其储钠规则完成了深入群众的浅析和研发。在气氛锂电池充电等方面，将碳基参比电极原料看做基体担载区别的金属催化剂的作用剂来延长锂-二脱色碳锂电池充电电催化耐热性。路对抗搏士后主耍做理论体系算起的在板材中的模拟系统与规划的研究，近些年前来与乔芸搏士后合伙在电极片板材生理机制算起管理方面完成一编爱独特原创性收获。侴术雷教受主要的从业新燃料村料的研发部门和技术应用的工作，并具有一堆编的设计科研成果，得到了较多的瞩目，市场经济会创新力最大，尤为是在钠阴阳离子电池充电角度，将普鲁士蓝村料最为正极，开始通过到技术应用设计中试的时候。