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簡(jiǎn)宏希/何廣Nature子刊：鋰化普魯士藍(lán)類(lèi)似物可作為穩(wěn)定的鋰電正極材料

普魯士藍(lán)類(lèi)似物（PBAs）是后鋰電化學(xué)儲(chǔ)能有吸引力的活性材料。然而，PBA通常不適合非水鋰離子存儲(chǔ)，因?yàn)樗鼈冊(cè)陂L(zhǎng)時(shí)間循環(huán)時(shí)不穩(wěn)定。

中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所簡(jiǎn)宏希、天津理工大學(xué)何廣等評(píng)估了具有不同鋰含量的PBAs用于非水鋰離子存儲(chǔ)的可行性。

圖1 材料合成策略和結(jié)構(gòu)表征

這項(xiàng)工作通過(guò)粉末中子衍射確定了樣品的結(jié)構(gòu)，并通過(guò)在線(xiàn)變溫X射線(xiàn)衍射（XRD）和聯(lián)合熱重-紅外光譜（TGA-IR）觀察了Li_2-xFe(CN)₆（記為L(zhǎng)iFeHCF）樣品的脫水和化學(xué)降解過(guò)程，證實(shí)了結(jié)晶水在材料熱穩(wěn)定性方面的影響。結(jié)果，與其他尺寸的LiFeHCF樣品相比，具有微米尺寸和單晶形態(tài)的LiFeHCF-1樣品在19 mA g^-1時(shí)表現(xiàn)出142 mAh g^-1的高可逆容量。

圖2 加熱過(guò)程中不同LiFeHCF樣品的特征

進(jìn)一步的電化學(xué)評(píng)估顯示，LiFeHCF-1樣品在不同的測(cè)試下具有吸引人的電化學(xué)儲(chǔ)能性能，如高面負(fù)載（10 mg cm^-2）、高比電流（1.9 A g^-1）、長(zhǎng)壽命（超過(guò)1000次）和寬溫度窗口（-20至55℃）。此外，石墨||LiFeHCF-1扣式電池表現(xiàn)出穩(wěn)定的循環(huán)壽命，在25℃下循環(huán)300次后容量保持率達(dá)到98%，突出了普魯士藍(lán)正極在LIBs中實(shí)際應(yīng)用的巨大潛力。

圖3 LiFeHCF-1樣品的電化學(xué)性能評(píng)估

Lithiated Prussian blue analogues as positive electrode active materials for stable non-aqueous lithium-ion batteries. Nature Communications 2022. DOI: 10.1038/s41467-022-35376-1

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