中國粉體網(wǎng)訊  據(jù)外媒報道,，德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）的研究人員，提出一種適合儲能應(yīng)用的新型高熵材料,。他們在論文中報告,，以最近設(shè)計的多陽離子過渡金屬基高熵氧化物為前體，LiF 或NaCl為反應(yīng)物,，用簡易機械化學(xué)方法,，制備多陰離子和多陽離子化合物，從而生成鋰化或鈉化材料,。

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含鋰的熵穩(wěn)定氟氧基化合物（Lix（Co0．2Cu0．2Mg0．2Ni0．2Zn0．2）OFx）,，工作電位3．4 V vs． Li＋／Li，可用作正極活性材料,。與傳統(tǒng)（非熵穩(wěn)定）氟氧化合物不同,，這種新材料受益于熵穩(wěn)定，表現(xiàn)出更強的鋰儲存性能,，以前所未有的方式改變組成元素,，提升循環(huán)性能。熵穩(wěn)定的概念也適用于,，具有巖石鹽結(jié)構(gòu)的含鈉氯氧化物,，從而為開發(fā)后鋰電池技術(shù)鋪平道路。

在眾多不同應(yīng)用領(lǐng)域中,，高熵材料（HEM）因其新穎,、意想不到和前所未有的特性，獲得廣泛關(guān)注,。HEM以引入高構(gòu)型熵來穩(wěn)定單相結(jié)構(gòu)為前提,。目前已經(jīng)合成并公開的大量高熵化合物,，包括碳化物、二硼化物,、氮化物,、硫系化合物和氧化物，在熱電,、電介質(zhì)和鋰離子電池等領(lǐng)域,，有著廣泛的應(yīng)用。最近出現(xiàn)的高熵材料,，名為高熵氧化物（HEO）,，2015年由美國Christina M．Rost等人首次提出。

然而,，目前為止,，還沒有關(guān)于含有多個陰離子的HEM化合物的文獻報道。穩(wěn)定的高構(gòu)型熵效應(yīng),，僅由晶體結(jié)構(gòu)中的陽離子引起,，因為陰離子位點的貢獻為零。因此,，具有明顯熵穩(wěn)定跡象的多陰離子和多陽離子單相結(jié)構(gòu)物質(zhì)的制備,，具有重要意義，特別是考慮到,，構(gòu)型熵增益將比過渡金屬基HEO體系更大,。KIT的論文是首次報道，多陰離子和多陽離子高熵氧鹵化物,，及其在電化學(xué)儲能中的應(yīng)用,。

研究人員使用一種基于多陽離子過渡金屬的HEO（即只有氧離子占據(jù)陰離子位點），作為前體,，引入額外的鹵素離子（X）和堿金屬離子,，生成多陰離子、多陽離子的巖鹽型化合物（HEOX）,。將一價氟引入由二價氧占據(jù)的HEO陰離子晶格中,，通過在陽離子晶格中加入單價鋰（或鈉）來補償電荷。由于氟和氧離子半徑相似,，所以,，在單相巖鹽結(jié)構(gòu)中，這種替代不會引起明顯應(yīng)變,。

通過將多個陰離子加入一個熵穩(wěn)定的多陽離子化合物中,，研究人員首次發(fā)現(xiàn)，在保持單相巖鹽結(jié)構(gòu)的同時，不僅陽離子發(fā)生變化,，陰離子也會變化,。這些化合物構(gòu)成一類新的熵穩(wěn)定材料，陰離子晶格促進構(gòu)型熵形成,，從而獲得額外的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定增益,。通過這種方法，成功合成一種具有巖石鹽結(jié)構(gòu)的氟氧基正極活性材料,，適用于下一代鋰離子電池應(yīng)用,。

值得一提的是，熵穩(wěn)定能顯著提高循環(huán)性能,。此外,，這種方法可以減少電池正極中有毒和昂貴元素，同時不明顯影響能量密度,。綜上所述,，多陰離子和多陽離子高熵化合物的概念，將帶來前所未有的新型儲能材料,。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/小虎）

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