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新型高性能钠离子电池正极——多孔普鲁士蓝纳米立方@聚多巴胺异质结构
发布时间：2020-09-03     作者：harry   分享到：
长生命周期、低生产成本、室内环境和睦的可快充电池充电是分析化学上的分析上储热技术机制中为重要的集成电路芯片，特别是软件应用于大大小的分析化学上的分析上储热技术机制。钠正正离子锂电板的电生物学体制和锂正正离子锂电板近似于，且其钝化呈现测点适用，可靠性性更优。同時，用之不竭的钠资原，也能让低投资成本钠阴离子充电电池在储能技术域实施开发设计和采用，面临了越愈多的私信。历年以来来，普鲁士蓝（PB）简述类式物当做钠阳离子電池的正极而被非常广泛研究分析，应该用优质显著。但他们组成中产生的一些缺陷、空位、配位水一会产生钠亚铁离子电池箱的比数量低和倍数功能差。在PB的外面进行汇聚物覆盖这样不仅能增长储钠功率和循环系统稳定可靠性，况且作为了槽式降低层来解决嵌/脱钠阴离子环节中产生了的刚度。聚多巴胺（PDA）仍然其吸附力性充当探针面的包裹层而被广泛性研究探讨。因而，还可以看做夺碳原子包复层修饰语在普鲁士蓝的表皮，为了固定普鲁士蓝在钠亚铁离子脱嵌时候中的结构类型，固定其电无机化学稳定性。同时，运用實驗最终结果和作用，探索PB@PDA看做工业，设备构造中钠正离子网络传输和储藏的研究进展。


成果简介
近日，以河南师范大学刘阳副教授为作者，上海大学特聘教授乔芸博士，河南师范大学路战胜副教授和澳大利亚伍伦贡大学侴术雷教授为共同通讯作者，报道了纳米立方的多孔PB-NaxFeFe(CN)6(NFF)表面涂覆PDA来提高它的电化学性能。将表面包覆PDA的NFF用作钠离子电池的正极，在电流密度为 0.2 A g−1时，经过500次循环后可逆容量为93.8 mA h g−1，在电流密度为 5.0 A g−1时放电容量为72.6 mA h g−1。原作者经由原位拉曼光谱仪来论述此类电极材料的储钠研究进展。根据原则算，进的一步从理论体系上解释清楚了多巴胺在覆盖操作过程中基本和普鲁士蓝中的二价铁实行角色，钠铁离子在电极材料中移迁基本假设按照S形路径名实行。以至于，经由面包覆机PDA能够持续改善普鲁士蓝当做钠铁离子动力电池参比电极储钠的性能。上面的效果提出于國際期刊杂志Small上。
图文导读

图1. 多孔普鲁士蓝纳米级立米@聚多巴胺异质框架制得举手图

(a) 多孔NFF@PDA的镶嵌的过程的展示图；
(b) NFF、PDA和多孔NFF@PDA的构成的提示图。

图2. 多孔普鲁士蓝纳米技术立米@聚多巴胺异质格局的微纳格局定量分析

(a, d) 多孔NFF (a) 和多孔NFF@PDA (d) 的FE-SEM图；
(b, e) 多孔NFF (b) 和多孔NFF@PDA (e) 的TEM图；
(c, f) 多孔NFF (c) 和多孔NFF@PDA (f)的HRTEM图；
(g-i) 多孔NFF和多孔NFF@PDA的XRD图 (g)、红外光谱仪图 (h-i)。

图3. 多孔普鲁士蓝納米立米@聚多巴胺异质构造有机化学反应特质及原位拉曼光谱图讲解

(a) 电流密度为 0.2 A g−1时多孔NFF@PDA的充放电曲线；
(b) 扫描速率为0.2 mV s−1时2.0~4.2 V的NFF@PDA的CV曲线；
(c) 多孔NFF和多孔NFF@PDA的倍数能；
(d) 直流电压密度单位各种不同时多孔NFF@PDA的充释放电能线性；
(e) 电流密度为 0.2 A g−1时多孔NFF和多孔NFF@PDA的循环性能；
(f-g) 不断循环工作中NFF@PDA的原位拉曼光谱仪 (f) 及应当的充尖端放电曲线美 (g)。

图4. 设计原理统计缘由浅析图

(a) PDA的Fukui-nucleophilic指数函数；
(b) PDA的自旋体积密度；
(c) PDA分子组成有7个钠共价键吸收的推广组成；
(d) PDA分子式有俩个钠电子层粘附的优化提升架构；
(e) 纯PB的slab模式；
(f) PB耦合PDA的slab模型；
(g, h) 纯PB的S型 (f) 和线型 (h) 钠铁离子变迁方法；
(i, j) PB解耦PDA的S型 (i) 和线型 (j) 钠阴离子转迁路线。

小结

总的来说，能够 将PDA和NFF开始交叉耦合来进行多孔NFF@PDA，**地提高自己PB正极的储钠能力。原位拉曼光谱表明伴随着嵌/脱钠过程，NFF的FeII被氧化成FeIII然后被还原成FeII。计算结果表明，PDA容易和PB中的FeII进行耦合，也有利于促进钠离子在PB结构中的传输，提高PB的电化学性能。多孔NFF@PDA与NFF相信，用于正极，具备有较高的比存储容量和系数耐腐蚀性。PDA是交叉耦合层的策略也要提供数据单纯、**的步骤来减少可快充电池组的PB正极的比数量、重复效能和功率效能。
论文参考文献微信链接：A Heterostructure Coupling of Bioinspired, Adhesive Polydopamine, and Porous Prussian Blue Nanocubics as Cathode for High‐Performance Sodium‐Ion Battery（Small，2020, DOI: 10.1002/smll.201906946）
团队介绍
乔芸博土常期从事于新生物质能源电极原材料原材料的加快配制及应用领域钻研，近两年以来要先拿到多个的爱独创性的结果。在钠铁离子电芯方向，制法了种分手后复合构成的普鲁士蓝正极原材料，在负极方向制法一全系列异质原子核掺入工业，还联系说法计算对其储钠机理进行了深入浅出的论述和论述。在气体锂动力电池多方面，将碳基电级村料有所作为基体担载各种不同的催化氧化物剂来上升锂-二氧化物碳锂动力电池电药剂学耐热性。路赢得博后通常主要从事理论上算的在物料中的模拟网与来设计科学研究，近两年前来与乔芸博后合作共赢在电极材料物料研究进展算问题提供一编中国独特性科研成果。侴术雷博士生导师主耍实现新再生能源原的原材料的新产品研发和采用运作，并具有没事国产的论述重大成就，收获了较多的青睐，世界印象力较少，非常是在钠化合物電池工作方面，将普鲁士蓝原的原材料做正极，开始实现到采用制作中试时期。

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