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鈉離子電池因?yàn)橘Y源豐富、價(jià)格低廉和潛在的倍率功能優(yōu)勢(shì)，在靜態(tài)儲(chǔ)能商場(chǎng)有著廣泛的使用遠(yuǎn)景。電極資料在循環(huán)過(guò)程中的相改變按捺和固溶反響區(qū)間的拓展有利于高倍率和長(zhǎng)循環(huán)的完成。可是很多已知的礦藏相及其衍生物因?yàn)樵陔娀瘜W(xué)過(guò)程中伴隨著新相界面的發(fā)生，無(wú)法完成其晶格內(nèi)的流通鈉離子分散，大尺度鈉離子不得不經(jīng)過(guò)更高能壘的固相界面，因而甚至在低倍率下也可導(dǎo)致容量和循環(huán)壽數(shù)的衰減。
改動(dòng)配體鏈接辦法有利于構(gòu)筑具有更多維度的寬闊搬遷通道，平緩多相界面的發(fā)生，這一戰(zhàn)略已被成功使用于鐵基氟化物正極資料。氟化鐵具有潛在的能量密度優(yōu)勢(shì)，可是商業(yè)上ReO3相的離子通道較窄，本征導(dǎo)電率也較差，即便在很多摻碳和減小顆粒尺度的情況下，也無(wú)法減輕其儲(chǔ)鈉功能的衰減。經(jīng)過(guò)調(diào)理Fe-F八面體的擺放辦法和引進(jìn)水分子作為通道填充劑，一些開(kāi)構(gòu)造的礦藏相，如燒綠石相FeF3·0.5H2O、六方鎢青銅相FeF3·0.33H2O和四方鎢青銅相K0.6FeF3，被相繼發(fā)現(xiàn)并使用于鈉離子電池正極資料，它們的儲(chǔ)鈉電化學(xué)即便在少量摻碳和大顆粒存在的情況下依然得到激活，可是它們的倍率功能還有待改進(jìn)，因而探究新型構(gòu)造原型和礦藏相，對(duì)開(kāi)展鈉離子電池高倍率氟基正極資料至關(guān)重要。
立方鈣鈦礦是這些年太陽(yáng)能電池、燃料電池和電催化的研討熱門，但之前因?yàn)槠涿軜?gòu)造特色很少被嘗試用作儲(chǔ)能電極。事實(shí)上，強(qiáng)健構(gòu)架的鈣鈦礦相具有本征的三維分散通道，可是曾經(jīng)報(bào)導(dǎo)的NaFeF3中的Na填充通道較窄，導(dǎo)致Fe-F八面體晶格歪曲，使某些方向的通道變得更窄，影響其儲(chǔ)鈉高倍率的完成。為了完成鈣鈦礦相的規(guī)整化和開(kāi)構(gòu)造化，該團(tuán)隊(duì)提出用等摩爾數(shù)的K+替代Na+作為通道填充劑，經(jīng)過(guò)液相辦法合成了一種立方相的KFeF3。KFeF3作為3V區(qū)間正極，完成了晶體構(gòu)造的高度對(duì)稱性和各向同性的三維迅速離子通道，其表現(xiàn)出固溶反響（近零應(yīng)力）的電化學(xué)做法和高的本征分散系數(shù)（7.9–9.8 × 10-11 cm2 s-1），從而使可逆儲(chǔ)鈉容量在0.1、2和10 C下分別可達(dá)110、70和40 mAh g-1，這也是目前所報(bào)導(dǎo)的氟化物儲(chǔ)鈉的最高倍率功能。同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)初次將這一氟化物作為鉀離子電池正極資料進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，在0.5 C下有60mAh/g的安穩(wěn)放電容量。
該研討工作得到了中科院百人方案、國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家重點(diǎn)研制方案等項(xiàng)目的資助和支撐。

鈉離子電池,燃料電池

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