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纳米颗粒 FeF2@C 作为锂电池转换阴极
ACS Applied Energy Materials ( IF 5.4 ) Pub Date : 2022-10-28 , DOI: 10.1021/acsaem.2c01988
Bryan R. Wygant 1 , Noah B. Schorr 1 , Igor V. Kolesnichenko 1 , Timothy N. Lambert 1
ACS Applied Energy Materials ( IF 5.4 ) Pub Date : 2022-10-28 , DOI: 10.1021/acsaem.2c01988
Bryan R. Wygant 1 , Noah B. Schorr 1 , Igor V. Kolesnichenko 1 , Timothy N. Lambert 1
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二氟化铁 (FeF 2 ) 的高理论容量 (571 mAh/g) 和能量密度 (1519 Wh/kg) 使其成为用于锂基电池的有前途的转换阴极材料,提供了与材料导电性和反应性相关的固有限制是可以克服的。在这项工作中,我们报告了一种简单的合成方法,可生产直径约 35 nm 的结晶 FeF 2颗粒,周围环绕着薄碳壳 (FeF 2 @C),并展示了其作为锂金属电池阴极的卓越性能。FeF 2 @C的表征表明,C 壳层厚度为 2–3 nm,由无定形共轭碳组成,氮含量为 3.8%,主要以吡啶部分的形式存在。当与锂金属负极配对时,FeF2 @C 复合阴极表现出优异的比容量和保持力,在 C/20 下循环 50 次后为 634 mAh/g FeF2@C ,而使用包含商用 FeF 2的阴极时为 234 mAh/g FeF2。该材料还表现出出色的倍率性能,并且在 1C 充电/放电速率下,表现出比普通插层阴极(如 LiFePO 4 )更大的容量。我们将 FeF 2 @C 的性能归因于由于纳米级 FeF 2颗粒而改善的锂化/脱锂行为、增强的化学和电化学损伤保护、C 壳层赋予的改善的导电性和容量,以及原位的额外容量循环过程中 FeF 3的形成。电化学循环后,FeF 2 @C 材料的异位分析表明,虽然在颗粒表面形成了大约 2–8 nm 的阴极电解质界面 (CEI),但底层材料保留了其初始纳米结构和 FeF 2特性。
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更新日期:2022-10-28

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