随着钾离子电池的发展,具有三维骨架结构和高理论容量的钙钛矿氟化物受到越来越多的关注。然而,它们固有的低电子电导率和较高的K+扩散势垒阻碍了其潜在性能的释放。
今日,南京师范大学Xiaosi Zhou,南京大学周豪慎教授首创将极小钙钛矿氟化物纳米粒子(~10 nm)嵌入碳纳米纤维中,并采用高熵策略,增强了结构稳定性、提高了电子电导率,降低了K+扩散势垒。
文章要点
1)高熵导致氟化物表面与碳纳米纤维基质之间的高反应性和键合效应,从而控制氟化物颗粒的生长。
2)所制备的高熵KMg0.2Mn0.2Fe0.2Co0.2Ni0.2F3嵌入碳纳米纤维正极在20 mA g-1时具有122 mAh g-1的高可逆容量,在500 mA g-1时具有超过5000次循环的出色循环寿命。
3)更重要的是,稳健的高熵结构抑制了氟化物转化反应并表现出低应变插层反应机制,在整个循环寿命期间充分发挥了高熵的积极作用。
参考文献
Jiaying Liao, et al, High-entropy perovskite fluoride ultrasmall nanoparticles embedded in carbon nanofibers enable accelerated redox kinetic for K storage, Energy Environ. Sci., 2024
DOI: 10.1039/D4EE02151G