针对开发高性能水系铜电池电极材料的迫切需求,通过简易的共沉淀法制备钒基普鲁士蓝类似物铁氰化钒(VHCF)用作水系铜电池正极,考察反应温度及转速对VHCF样品表面形貌及微观结构的影响,探究不同VHCF样品在电化学性能上的差异,并分析VHCF...针对开发高性能水系铜电池电极材料的迫切需求,通过简易的共沉淀法制备钒基普鲁士蓝类似物铁氰化钒(VHCF)用作水系铜电池正极,考察反应温度及转速对VHCF样品表面形貌及微观结构的影响,探究不同VHCF样品在电化学性能上的差异,并分析VHCF样品的铜离子储存机理。研究结果表明:通过适当提升反应温度及搅拌器的转速,可以制备出[Fe(CN)_(6)]^(4-)含量多,粒径小且结构稳定的立方相VHCF;丰富的[Fe(CN)_(6)]^(4-)可以为Cu^(2+)离子提供更多的化学活位点,较小的粒径有利于提高Cu^(2+)离子的扩散速率,与普鲁士蓝骨架结合更稳定的结晶水则能改善电池循环稳定性;电化学反应过程中,Cu^(2+)离子会取代VHCF骨架中的V5+离子形成不可逆新相。VHCF正极在0.1 A/g电流密度下的首次放电比容量高达146.5 m A·h/g,循环500次后,保留了56.1 m A·h/g的可逆容量;在1.0 A/g的大电流密度下的放电比容量仍有60.1 m A·h/g。因此,钒基普鲁士蓝类似物VHCF在水系铜电池中的应用,为设计及发展水系铜电池高性能电极材料提供了新的可能性。展开更多
文摘针对开发高性能水系铜电池电极材料的迫切需求,通过简易的共沉淀法制备钒基普鲁士蓝类似物铁氰化钒(VHCF)用作水系铜电池正极,考察反应温度及转速对VHCF样品表面形貌及微观结构的影响,探究不同VHCF样品在电化学性能上的差异,并分析VHCF样品的铜离子储存机理。研究结果表明:通过适当提升反应温度及搅拌器的转速,可以制备出[Fe(CN)_(6)]^(4-)含量多,粒径小且结构稳定的立方相VHCF;丰富的[Fe(CN)_(6)]^(4-)可以为Cu^(2+)离子提供更多的化学活位点,较小的粒径有利于提高Cu^(2+)离子的扩散速率,与普鲁士蓝骨架结合更稳定的结晶水则能改善电池循环稳定性;电化学反应过程中,Cu^(2+)离子会取代VHCF骨架中的V5+离子形成不可逆新相。VHCF正极在0.1 A/g电流密度下的首次放电比容量高达146.5 m A·h/g,循环500次后,保留了56.1 m A·h/g的可逆容量;在1.0 A/g的大电流密度下的放电比容量仍有60.1 m A·h/g。因此,钒基普鲁士蓝类似物VHCF在水系铜电池中的应用,为设计及发展水系铜电池高性能电极材料提供了新的可能性。
