自支撑镍铁普鲁士蓝的制备及其储锂性能研究文献综述

 2022-01-01 22:20:35

全文总字数:3348字

文献综述

文献综述1. 引言锂离子电池由于具有较高的能量密度高,输出功率高,循环性能好的特点,被广泛地应用在便携式电子设备、电动汽车等领域,在储能市场中占着主导地位。

和其他电池一样,锂离子电池的性能主要取决于电极材料的性能,然而传统的负极材料已经不能满足电池所需的越来越高的可逆容量。

因此,迫切需要寻找新的具有更高功率输出、更高比容量和更长周期寿命的负极材料,以更有效地储存和输送能量,提高锂离子电池的电化学性能。

在目前研究的众多负极材料中,普鲁士蓝(PB)及其类化合物(PBAs)具有大间隙位置的刚性开放框架和高理论比容量,引起了人们的关注,在一众锂离子电池电极材料中脱颖而出。

2. 普鲁士蓝及其类似物的结构和机理普鲁士蓝(PB)及其类化合物(PBAs)是一类具有简单立方结构的金属有机框架(MOFs)[1],空间群为Fm3m,其化学通式为AxMAy[MB (CN)6]znH2O,其中MA和MB通常是Mn、Fe、Co、Ni、Cu或Zn等过渡金属元素,A通常是Li、Na或K碱金属离子。

在该化合物中,MA与氰根中的N形成六配位,形成MAN6八面体;MB与C形成六配位,形成MBC6八面体。

位于MAN6八面体的高自旋(HS)MA和位于MBC6八面体的低自旋(LS)MB分别是弱N配位和强C配位晶体场的结果。

这两种八面体由C≡N桥相互连接,交替形成一个立方开放框架,构成的三维通道结构和大量的配位空隙中储存一定量的碱金属离子。

由此产生的八面体腔被H2O分子所占据,称为配位水。

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