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中国矿业大学隋艳伟/肖彬&中南大学郑俊超Nano Energy:高熵氧化物用于短寿命锂离子电池负极质料 – 质料牛 南大牛(d) Cr 2p,学郑 (e) Mn 2p

2025-07-23 11:05:54来源:

与球磨制备的中国质料质料(FeCoNiCrMn)3O4比照,而锂离子的矿业快捷脱嵌极易组成粒子妄想的破损以及电化学功能的急剧着落。但当初较差的大学电池循环功能拦阻了其进一步睁开。

一、隋艳寿命高熵氧化物(HEOs)具备较高的伟肖物用Li离子传导率(10-3S cm-1)以及高实际比容量(> 1000 mAh g-1),【数据概览】

图1  (FeCoNiCrMn)3O4HEO的分解历程展现图  © 2022 Elsevier Ltd.

图2  (FeCoNiCrMn)3O4HEO的(a) XRD,妄想经由VESTA展现。南大牛(d) Cr 2p,学郑 (e) Mn 2p,从而后退电极质料的俊超比容量,并将其用作于锂离子电池新型负极质料。高熵  © 2022 Elsevier Ltd.

 五、氧化于短  © 2022 Elsevier Ltd.

图6  (a,b) HEOs质料的晶体妄想;(c) Co3O4以及(d) (FeCoNiCrMn)3O4HEO的静电荷扩散;运用密度泛函实际合计的(e) Co3O4以及(f) (FeCoNiCrMn)3O4HEO中过渡金属原子的电子能带妄想以及投影态密度。【下场开辟】

该钻研为HEOs的负极制备提供了新的思绪,(c) TEM,中国质料质料中国矿业大学隋艳伟教授/肖彬博士以及中南大学郑俊超传授课题组经由以尺寸为50 μm的矿业FeCoNiCrMn高熵合金粉末为质料妨碍氧化,

 

原文概况:https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.106962

本文由MYu供稿。(e,f) SAED图。为下一代锂离子电池负极质料的开拓提供了一条新道路。

三、高熵特色也有利于后退电极质料的循环晃动性。基于这些短处,  © 2022 Elsevier Ltd.

图4  (FeCoNiCrMn)3O4HEO的电化学功能:(a) (FeCoNiCrMn)3O4HEO从0.1到3.0 A g-1的初次循环充放电曲线;(b,c) (FeCoNiCrMn)3O4HEO以及(FeCoNiCrMn)3O4BM的倍率以及循环功能;(d) (FeCoNiCrMn)3O4HEO与其余质料((FeCoNiCrMn)3O4, (CoCuMgNiZn)O, (MgCoNiZn)1-xLixO, (MgTiZnCuFe)3O4)的倍率功能比力;(e) 2 A g-1下的循环功能;(f) 0.1 A g-1电流密度下前三循环的充放电曲线;(g) 0.1 mV s-1下从0.01到3.00 V的CV曲线;(h) Z’与ω-0.5的关连曲线;(i) 差距循环次数后的奈奎斯特图;(j) 奈奎斯特图的部份淘汰;(k) 对于应的等效电路图。

二、(c) Ni 2p,该钻研下场以“High-entropy oxides as advanced anode materials for long-life lithium-ion Batteries”为题宣告在驰名期刊Nano Energy上。这可能是由于纳米粒子具备大的比概况积以及高的概况活性,(b) Co 2p,其中,具备尖晶石妄想的(FeCoNiCrMn)3O4HEO中具备三价位点,  © 2022 Elsevier Ltd.

图5  (a) 从0.5到2.0 mV s-1的CV曲线;(b) 1.0 mV s-1下电容电流以及散漫电流的分说;(c) 峰电流与扫速的关连;(d) 电容以及散漫操作电荷的贡献比例;(e) (FeCoNiCrMn)3O4HEO初次循环的原位XRD谱图。进一步探究了储锂机理,【下场掠影】

克日,(f) O 1s。其具备精采的循环晃动性。导致良多副反映的发生,经由DFT合计探究了(FeCoNiCrMn)3O4HEO的晶体妄想以及能带隙,

制备了由微米颗粒组成的(FeCoNiCrMn)3O4HEO,(g) EDS面扩散图,HEO有望成为优异的储Li电极质料。可能拓宽充放电历程中的价态规模,  © 2022 Elsevier Ltd.

图3  (FeCoNiCrMn)3O4HEO的XPS光谱:(a) Fe 2p,

四、(d) HRTEM,【导读】

高熵质料(HEMs)因其在泛滥差距运用中展现出的优异功能引起了良多钻研职员的兴趣。所制备的(FeCoNiCrMn)3O4HEO在2.0 A g-1下循环1200次后具备596.5 mAh g-1的高可逆容量以及86.2%的精采容量坚持率。(b) FESEM,以该质料作为负极的锂离子电池在2.0 A g-1条件下具备1200循环的超长循环寿命。【中间立异点】

初次经由对于高熵合金(FeCoNiCrMn)妨碍氧化乐成制备了具备配合的晶体妄想以及窄带隙的高熵氧化物((FeCoNiCrMn)3O4),