Prussian Blues as a Cathode Material for Lithium Ion Batteries

Prussian blues (or iron cyanides) and their analogues are attractive in both fundamental studies and industrial applications owing to their chemical and structural diversity. The large open space in their framework provides tunnels and space for the transport and storage of lithium ions. Two Prussian blues were synthesized by a co‐precipitation method. The nanosized Fe₄[Fe(CN)₆]₃ and cubic FeFe(CN)₆ deliver reversible capacities of 95 mAh g^?1 and 138 mAh g^?1, respectively. In comparison, FeFe(CN)₆ shows cycling and rate performances superior to Fe₄[Fe(CN)₆]₃.     

普鲁士蓝类分子磁体研究的新进展

在分子磁体的研制中,多氰金属盐是一类非常合适的分子前体。它有可能组装成高自旋基态、高居里温度或具有各向异性的分子基磁体。本文将介绍此类分子磁体的研究新成果及发展前景。     

锂离子电池正极材料层状LiMn02的掺杂改性

层状LiMnO2具有成本低、无毒和比容量高等优点,是一种非常有发展前景的正极材料.本文介绍了近年来国内外层状LiMnO2的研究进展.主要阐述了层状LiMnO2的结构与性能的关系.结合笔者的工作,着重探讨了离子掺杂改性对层状LiMno2的电化学性能的影响.最后,简要指明了层状LiMnO2将来的可能研究方向.     

Mesoporous Prussian Blue Analogues: Template‐Free Synthesis and Sodium‐Ion Battery Applications

The synthesis of mesoporous Prussian blue analogues through a template‐free methodology and the application of these mesoporous materials as high‐performance cathode materials in sodium‐ion batteries is presented. Crystalline mesostructures were produced through a synergistically coupled nanocrystal formation and aggregation mechanism. As cathodes for sodium‐ion batteries, the Prussian blue analogues all show a reversible capacity of 65 mA h g^?1 at low current rate and show excellent cycle stability. The reported method stands as an environmentally friendly and low‐cost alternative to hard or soft templating for the fabrication of mesoporous materials.     

聚阴离子型锂离子电池正极材料研究进展

综述了各种聚阴离子型锂离子电池正极材料的研究现状,重点对各种材料的结构和性能的关系,尤其是聚阴离子在正极材料中的作用,以及改善材料电导率的各种方法及其机理进行了总结和探讨.     

锂离子电池纳米正极材料

综述了锂离子电池纳米正极材料的研究进展,阐述了这种材料用于锂离子电池的优势和存在的问题,把纳米正极材料分为过渡金属嵌锂化合物、金属氧化物和金属硫化物和其它纳米正极材料。归纳了不同纳米正极材料的主要制备方法,探讨了材料的制备方法与其结构、形貌和电化学性能之间的关系,展望了纳米正极材料用于锂离子电池的未来前景。     

铁铁基普鲁士蓝钠离子电池正极材料的共沉淀反应控制

铁铁基普鲁士蓝(NaFeHCF)是一种较为理想的钠离子电池(SIBs)正极材料.但是,如何有效控制合成反应参数来提升NaFeHCF电极材料的循环稳定性仍然是当前需要解决的问题.采用简单的共沉淀法,探索了合成过程中配位剂添加与否和反应温度(0～80℃)的变化对NaFeHCF沉淀产物的形貌结构和电化学性能的协同影响.结果 ...     

钠离子电池用铁基正极材料的研究进展

气候变化和化石燃料枯竭等问题将促进新型绿色能源的开发和利用。因此,高效率、低成本、安全的储能系统,得到了越来越多的关注和研究。在各类储能系统中,二次电池是存储电能、为电子设备供电的最理想选择。目前,锂离子电池(LIBs)的应用最广泛。然而,地球上锂资源的短缺和分布不均造成的成本较高,急需研究和开发其他高性能的新型二次电池。钠元素具有地壳中储量丰富、均匀且与锂具有相似化学性质等优势,使得钠离子电池(SIBs)成为了取代LIBs最有前景的备选二次电池之一。然而,钠离子的体积较大、离子传导动力学更缓慢、导电性更差等问题,限制了SIBs高性能的实现,这是目前研究的难点和重点。此外,铁具有储量丰富、环境友好的特点,其在SIBs中的应用引起了电池领域科研工作者的广泛关注。因此,寻找良好的铁基正极材料成为SIBs高性能电极材料开发的一个重要研究方向。本综述对近年来SIBs铁基正极材料方面的研究进展进行了总结,并按照聚阴离子型化合物、过渡金属氧化物、普鲁士蓝及类似物和氟化物分类,进行了系统的阐述和分析。     

Low-coordination water Prussian white as cathode for high-performance potassium-ion batteries

Prussian whites(PWs) with a three-dimensional framework can accommodate the insertion and extraction of ions with large radius,which have been widely used in potassium ion batteries.However,PWs show the poor cycling performance and inferior rate ability because of high coordinated water.In this work,PWs with different water content were synthesized via a coprecipitation method by controlling the reaction temperature.The sample with low-coordination water prohibits the best electrochemical performance.It shows a high capacity of 120.5 mAh/g at 100 mA/g for potassium-ion batteries(KIBs).It also exhibits a good rate performance,displaying a capacity of 73.2 mAh/g at 500 mA/g.     

锂离子电池正极材料LiMn2O4的制备及其电化学性能的研究

锂离子电池具有比能量高、质量轻、体积小、电压高、安全性好和无记忆效应等特点,而正极材料是其研究的重点.采用溶胶-凝胶法合成了锂离子电池的正极材料,结果表明,其初始容量高,循环性能理想,并且整个合成过程也较为简单,合成的温度相对较低,样品的颗粒比较均匀.     

锂离子二次电池锰系正极材料

综述了锂离子二次电池锰系正极材料的研究进展，侧重于阐述尖晶石型及层状锰酸锂的制备、结构与电化学性能之间的关系。     

锂离子电池硼酸盐电极材料的研究进展

硼酸盐作为新一代锂离子电池电极材料,其具有摩尔质量小、资源丰富、环境友好和理论比容量高等优点.本文对LiFeBO3、LiMnBO3和LiCoBO3等硼酸盐正极材料以及Fe3BO6、FeBO3、Cr3BO6、Co2B2O5、Cu3B2O6和VBO3等硼酸盐负极材料的结构、制备方法、电化学性能的研究现状进行了综述,并对存在的主要问题提出了改进方法.     

锂离子电池正极材料LiMnPO4的合成与性能

对反应物与中间产物进行球磨,采用固相反应法分别在600 ℃和800 ℃合成了掺碳的橄榄石型LiMnPO4.通过XRD表征样品的晶体结构,采用SEM观察样品的微观形貌,利用电化学手段测试样品的充放电性能.结果表明,在对反应物球磨24 h、中间产物球磨12 h的条件下,在600 ℃烧结的样品含有杂相和烧结密实的大块状物.而在800 ℃下烧结可形成纯橄榄石结构的LiMnPO4,但颗粒较大.上述两种样品的电化学测试表明,它们难以充放电.而在反应物球磨36 h、中间产物球磨24 h的条件下,600 ℃烧结得到物相较纯,样品的粒径小且均匀,约100～200 nm,首次放电容量接近100 mAh•g－1.本研究表明,反应物或中间产物的混合程度以及烧结温度的选择是获得具有可逆充放电性能的纯橄榄石结构LiMnPO4的重要因素.     

锂离子电池纳米材料研究

报道了作者最近在锂离子电池纳米材料方面的研究工作 .包括纳米负极材料 (如Sb ,SnSb ,CuSn及Si) ,纳米正极材料 (如CuS)合成 ,电化学性质 ,以及纳米材料的晶体结构与形貌在充放电过程中的变化等研究 .此外还报道了具有纳米尺度阴离子的锂盐在聚合物电解质中的增塑作用以及纳米硅Raman光谱和光致发光谱受电化学锂掺杂的影响 .最后对纳米材料的本征性质与其电化学性质的关系进行了讨论 ,并对其在锂离子电池中的应用及在基础研究方面的意义给予了评述 .     

LiAl_yNi_(1-y)O_2作为锂离子电池正极材料的研究

本文采用固相反应法合成了一系列不同 y值的LiAlyNi1- yO2 材料 ,通过对其电化学性能的研究发现 ,在适当的烧结条件下 ,LixAl0 .2 5 Ni0 .75 O2 作为二次锂离子电池的正极材料 ,其耐过充性和循环性能都有明显改善 .当Li含量大于 1时 ,在高电位范围充放 (3- 4 .8V) 30次循环后仍保持着首次放电容量的 95 % ,而LiNiO2 在此电压范围内经 2 0次循环后却只有首次放电容量的 5 6 % .通过循环伏安实验表明 :性能改善的主要原因可能是由于充电过程中 ,Al3+ 的掺杂阻止了LixAl0 .2 5Ni0 .75 O2 随Li+ 离子过量脱出而发生晶型转变 .     

High Crystalline Prussian White Nanocubes as a Promising Cathode for Sodium‐ion Batteries

Prussian blue and its analogues (PBAs) have been recognized as one of the most promising cathode materials for room‐temperature sodium‐ion batteries (SIBs). Herein, we report high crystalline and Na‐rich Prussian white Na₂CoFe(CN)₆ nanocubes synthesized by an optimized and facile co‐precipitation method. The influence of crystallinity and sodium content on the electrochemical properties was systematically investigated. The optimized Na₂CoFe(CN)₆ nanocubes exhibited an initial capacity of 151 mA h g^?1, which is close to its theoretical capacity (170 mA h g^?1). Meanwhile, the Na₂CoFe(CN)₆ cathode demonstrated an outstanding long‐term cycle performance, retaining 78 % of its initial capacity after 500 cycles. Furthermore, the Na₂CoFe(CN)₆ Prussian white nanocubes also achieved a superior rate capability (115 mA h g^?1 at 400 mA g^?1, 92 mA h g^?1 at 800 mA g^?1). The enhanced performances could be attributed to the robust crystal structure and rapid transport of Na ions through large channels in the open‐framework. Most noteworthy, the as‐prepared Na₂CoFe(CN)₆ nanocubes are not only low‐cost in raw materials but also contain a rich sodium content (1.87 Na ions per lattice unit cell), which will be favorable for full cell fabrication and large‐scale electric storage applications.     

Boosting Electrochemical Water Oxidation with Metal Hydroxide Carbonate Templated Prussian Blue Analogues

The development of efficient and stable catalyst systems with low‐cost, abundant, and non‐toxic materials is the primary demand for electrochemical water oxidation. A unique method is reported for the syntheses of metal hydroxide carbonate templated Prussian blue analogues (PBAs) on carbon cloth and their outstanding water oxidation activities in alkaline medium. The best water oxidation activity is obtained with cobalt hydroxide carbonate templated t‐Co^II‐Co^III with an overpotential as low as 240 mV to reach a current density of 10 mA cm^?2. It produces constant current over 50 h in chronoamperometric measurements. Moreover, the catalysts outperform the activities of the PBAs prepared without any template and even the noble metal catalyst RuO₂. Spectroscopic and microscopic studies show that the PBAs are transformed into layered hydroxide–oxyhydroxide structures during electrochemical process and provide the active sites for the water oxidation.     

LiFePO_4新型正极材料电化学性能的研究

采用固相反应结合高速球磨法,合成了锂离子电池新型正极材料LiFePO4,并对该材料进行碳包覆处理;采用XRD、SEM、元素分析以及价态化学分析等方法对样品进行表征.实验表明,LiFePO4具有3.4V的放电电压平台,而且包覆碳后的磷酸铁锂具有更好的电化学性能,首次放电容量达147mAh/g,充放电循环100次后容量只衰减9.5%.     

锂离子电池电极材料磷酸氧钒锂的研究进展

介绍了磷酸氧钒锂(α-LiVOPO4、β-LiVOPO4和αⅠ-LiVOPO4)电极材料的结构和电化学性能;综述了现有的LiVOPO4电极材料的合成方法(包括高温固相法,化学还原法,溶胶-凝胶法,溶剂热法,离子交换法等)及其改性研究现状。最后对其未来的发展趋势进行了展望。