新型硼基鋰電負(fù)極材料
首先設(shè)計(jì)合成了 Fe2B 間隙化合物,其中包含一維硼鏈結(jié)構(gòu)和高導(dǎo)電的 Fe 主體網(wǎng)絡(luò),該化合物表現(xiàn)出與純硼截然不同的電化學(xué)性質(zhì), 1400 次循環(huán)后基于 B 計(jì)算的容量可達(dá) 10700 mA h/g 。高導(dǎo)電的 Fe 基質(zhì)和高分散的一維硼鏈結(jié)構(gòu)首先激活了部分 B 的儲(chǔ)鋰潛能,并且在循環(huán)反應(yīng)過程中 Fe 基質(zhì)不斷將硼鏈分散成單原子,從而實(shí)現(xiàn)了更高效的儲(chǔ)能。然而,由于間隙化合物中 B 的質(zhì)量含量過低,材料整體容量不符合實(shí)際需求。研究者隨后通過熱力學(xué)計(jì)算發(fā)現(xiàn) B2O3 與鋰發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能變僅為 -489 kJ/mol ,即發(fā)生該反應(yīng)的逆反應(yīng)發(fā)生僅需克服 489 kJ/mol ,遠(yuǎn)小于可逆負(fù)極材料 Fe2O3 和 SnO2 。?
北京大學(xué)
2021-04-11