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ACS Nano：无缺陷普鲁士蓝模拟物作为高能量密度钾离子电池零应变正极材料

Nanoyu
2024-02-26


普鲁士蓝类似物(PBAs)由于其三维框架结构和易于调节的组成而被广泛研究作为钾离子电池(PIBs)的阴极。然而，相变行为和[Fe(CN)6] 4−阴离子缺陷严重影响了电化学性能。

近日，西北工业大学Shaokun Chong提出了一种无缺陷的六氰高铁酸钾铁锰(K1.47Fe0.5Mn0.5[Fe(CN)6]·1.26H2O, KFMHCF1/2)作为PIBs的正极材料。

文章要点

1）铁-锰的二元协同和无缺陷效应可以抑制k离子插入/提取过程中的细胞体积变化和八面体滑移，从而有效抑制相变行为(单斜↔三次)，实现以铁和锰为双活性位点的零应变固溶体机制。

2）因此，在已报道的PBA阴极中，KFMHCF-1/2提供了155.3 mAh·g−1的最高初始容量，在10 mA·g−1时能量密度为599.5 Wh·kg−1，具有优越的倍率能力和超过450次循环的循环稳定性。使用沉积在石墨(K@G)上的K离子电池作为阳极，在20 mA·g-1下具有131.1 mAh·g-1的高可逆比容量，在50 mA·g-1下具有超过1000次的超长寿命，每循环的最低容量衰减率为0.044%。

这项工作将促进高能量密度PIBs的快速应用。

 

参考文献

Qianwen Zhou, et al, Defect-Free Prussian Blue Analogue as ZeroStrain Cathode Material for High-EnergyDensity Potassium-Ion Batteries, ACS Nano, 2024

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c00251




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