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米粒型氯插层NiFe层状双金属氢氧化物作为新概念氯离子电池正极材料
被引量：
2
1
作者
尹青
杨姝涵
+5 位作者
宋挚豪
赵泽羽
李泳志
赵丹阳
戚继球
隋艳伟
《材料导报》
CSCD
北大核心
2023年第21期9-16,共8页
以卤素氯离子为载荷离子的新概念氯离子电池(CIBs)被认为是“下一代”大规模、高安全电化学储能设备的有力竞争者。层状双金属氢氧化物(LDHs)因具有高的储氯容量与稳定的层状拓扑结构,被视为一类极具发展前景的CIBs正极材料。本工作以M...
以卤素氯离子为载荷离子的新概念氯离子电池(CIBs)被认为是“下一代”大规模、高安全电化学储能设备的有力竞争者。层状双金属氢氧化物(LDHs)因具有高的储氯容量与稳定的层状拓扑结构,被视为一类极具发展前景的CIBs正极材料。本工作以MOFs材料MIL-88A为模板前驱体,采用先水解后离子交换的两步法,制备了具有米粒形貌的氯离子插层NiFe LDH纳米多面体(g-NiFe-Cl LDH),其具有高于常规NiFe LDH纳米片两倍的比表面积。这种纳米多面体g-NiFe-Cl LDH材料能够克服一般LDHs纳米片层板间易堆积的本征缺陷,增大材料电化学活性位点暴露率,提高其与电解液的有效接触面积,促进氯离子扩散动力学,最终实现其储氯性能的强化。将g-NiFe-Cl LDH作为CIB正极材料时,电池表现出286.1 mAh/g的最大放电比容量,且在经过200次充放电循环后仍可保持155.3 mAh/g的稳定放电比容量,为常规NiFe-Cl LDH纳米片的两倍。同时,g-NiFe-Cl LDH基CIB的储能机理也被揭示:充电过程中,g-NiFe-Cl LDH正极中的氯离子从层间脱出,其主体层板中的双金属Ni^(3+)/Fe^(3+)被还原成Ni^(2+)/Fe^(2+)。考虑到LDHs材料简单的制备过程和高度可调的化学组分,本工作为设计具有高容量输出和长循环寿命的CIBs正极材料提供了新的思路。
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关键词
氯离子电池
层状双金属氢氧化物(LDHs)
金属有机框架(MOF)
阴
离子
电化学储能
可逆
氯
离子
嵌入/脱出机制
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职称材料
基于氯离子传导的新型二次电池
被引量：
3
2
作者
赵相玉
沈晓冬
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第11期847-851,共5页
二次电池的研究热点主要集中在基于阳离子传输的电化学体系上,如Li^+、Na^+、Mg^(2+)等电池。氯离子电池是作者提出的一种基于阴离子传导的新型二次电池。正极材料为过渡族或部分主族的金属氯化物或金属氯氧化物,负极为碱金属、碱土金...
二次电池的研究热点主要集中在基于阳离子传输的电化学体系上,如Li^+、Na^+、Mg^(2+)等电池。氯离子电池是作者提出的一种基于阴离子传导的新型二次电池。正极材料为过渡族或部分主族的金属氯化物或金属氯氧化物,负极为碱金属、碱土金属或稀土金属,电解液为可传输氯离子的复合离子液体。其电极体系的理论能量密度高于当前锂离子电池体系,可达2 500 Wh/l;而且该体系可不用Li,以具有丰富储量的元素(如Mg,Ca,稀土等)作为负极材料。大多数过渡族的金属氯化物为路易斯酸,能够不同程度地和含有氯离子的路易斯碱发生反应,生成可溶于电解液中的络合离子。抑制金属氯化物的脱溶和开发新型高稳定性电极材料是实现氯离子电池应用的关键点之一。介绍了氯离子电池的概念、基本原理,阐述了金属氯(氧)化物/金属和多电子金属氯氧化物/镁电极体系。
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关键词
二次
电池
氯离子电池
金属
氯
化物
金属
氯
氧化物
电化学性能
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职称材料
题名
米粒型氯插层NiFe层状双金属氢氧化物作为新概念氯离子电池正极材料
被引量：
2
1
作者
尹青
杨姝涵
宋挚豪
赵泽羽
李泳志
赵丹阳
戚继球
隋艳伟
机构
中国矿业大学材料与物理学院
出处
《材料导报》
CSCD
北大核心
2023年第21期9-16,共8页
基金
中央高校基本科研业务费专项资金(2022QN1090)。
文摘
以卤素氯离子为载荷离子的新概念氯离子电池(CIBs)被认为是“下一代”大规模、高安全电化学储能设备的有力竞争者。层状双金属氢氧化物(LDHs)因具有高的储氯容量与稳定的层状拓扑结构,被视为一类极具发展前景的CIBs正极材料。本工作以MOFs材料MIL-88A为模板前驱体,采用先水解后离子交换的两步法,制备了具有米粒形貌的氯离子插层NiFe LDH纳米多面体(g-NiFe-Cl LDH),其具有高于常规NiFe LDH纳米片两倍的比表面积。这种纳米多面体g-NiFe-Cl LDH材料能够克服一般LDHs纳米片层板间易堆积的本征缺陷,增大材料电化学活性位点暴露率,提高其与电解液的有效接触面积,促进氯离子扩散动力学,最终实现其储氯性能的强化。将g-NiFe-Cl LDH作为CIB正极材料时,电池表现出286.1 mAh/g的最大放电比容量,且在经过200次充放电循环后仍可保持155.3 mAh/g的稳定放电比容量,为常规NiFe-Cl LDH纳米片的两倍。同时,g-NiFe-Cl LDH基CIB的储能机理也被揭示:充电过程中,g-NiFe-Cl LDH正极中的氯离子从层间脱出,其主体层板中的双金属Ni^(3+)/Fe^(3+)被还原成Ni^(2+)/Fe^(2+)。考虑到LDHs材料简单的制备过程和高度可调的化学组分,本工作为设计具有高容量输出和长循环寿命的CIBs正极材料提供了新的思路。
关键词
氯离子电池
层状双金属氢氧化物(LDHs)
金属有机框架(MOF)
阴
离子
电化学储能
可逆
氯
离子
嵌入/脱出机制
Keywords
chloride ion batteries(CIBs)
layered double hydroxides(LDHs)
metal-organic framework(MOF)
anionic energy storage system
chloride ions intercalation/de-intercalation mechanism
分类号
O646 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
基于氯离子传导的新型二次电池
被引量：
3
2
作者
赵相玉
沈晓冬
机构
南京工业大学材料科学与工程学院
出处
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第11期847-851,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(U1407106)
江苏高校优势学科建设工程资助项目
文摘
二次电池的研究热点主要集中在基于阳离子传输的电化学体系上,如Li^+、Na^+、Mg^(2+)等电池。氯离子电池是作者提出的一种基于阴离子传导的新型二次电池。正极材料为过渡族或部分主族的金属氯化物或金属氯氧化物,负极为碱金属、碱土金属或稀土金属,电解液为可传输氯离子的复合离子液体。其电极体系的理论能量密度高于当前锂离子电池体系,可达2 500 Wh/l;而且该体系可不用Li,以具有丰富储量的元素(如Mg,Ca,稀土等)作为负极材料。大多数过渡族的金属氯化物为路易斯酸,能够不同程度地和含有氯离子的路易斯碱发生反应,生成可溶于电解液中的络合离子。抑制金属氯化物的脱溶和开发新型高稳定性电极材料是实现氯离子电池应用的关键点之一。介绍了氯离子电池的概念、基本原理,阐述了金属氯(氧)化物/金属和多电子金属氯氧化物/镁电极体系。
关键词
二次
电池
氯离子电池
金属
氯
化物
金属
氯
氧化物
电化学性能
Keywords
secondary battery
chloride ion battery
metal chloride
metal oxychloride
electrochemical performance
分类号
TQ152 [化学工程—电化学工业]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
米粒型氯插层NiFe层状双金属氢氧化物作为新概念氯离子电池正极材料
尹青
杨姝涵
宋挚豪
赵泽羽
李泳志
赵丹阳
戚继球
隋艳伟
《材料导报》
CSCD
北大核心
2023
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于氯离子传导的新型二次电池
赵相玉
沈晓冬
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2015
3
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职称材料
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