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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：
长使用时间、低直接费用、环境和睦的可电动车充电电瓶是电普通机械全钒液流电池技术系统中重要的的配件，特别是在是使用于大占比的电普通机械全钒液流电池技术系统。钠阴阳正离子电板的电药剂学长效机制和锂阴阳正离子电板如此，且其阳极氧化抹除工位适合使用，人身安全问题超赞。而且，用之不竭的钠信息，也动用低资金钠正离子电池板在微电网方向来进行设计和动用，得到了愈来愈越多越好的关注度。近些这几年来，普鲁士蓝（PB）以及如此物作为一个钠铁离子锂电池的正极而被密切调查，适用优势与劣势比较突出。但二者结构的中长期存在的缺点、空位、配位水一会儿形成钠化合物锂电池的比电容量低和功率效能差。在PB的外观完成配位合成树脂覆盖实际上能加强储钠储存量和循坏比较稳明确，且供给了被动式保护层来可以嵌/脱钠阴离子阶段中导致的剪切力。聚多巴胺（PDA）考虑到其润湿性特征参数当做工业表面上的包裹层而被广泛的学习。于是，可不可以作为一个拿高原子围绕层掩盖在普鲁士蓝的漆层，关键在于平衡普鲁士蓝在钠正离子脱嵌整个过程中的空间结构，平衡其有机化学反应性。一起，紧密联系實驗报告单和道理，学习PB@PDA看作电极材料，框架中钠铁离子传递和放置的生理机制。


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。写作者利用原位拉曼光谱分析来证明这样探针的储钠基本原理。融合原因求算，进步从按理来说上表示了多巴胺在覆盖工作中核心和普鲁士蓝中的二价铁实施反应，钠阳离子在参比电极中移动核心以S形路径分析实施。之所以，进行表面层围绕PDA会有所改善普鲁士蓝充当钠阴阳离子电池板探针储钠耐腐蚀性。综上所述优秀成果刊发于國際论文期刊Small上。
图文导读

图1. 多孔普鲁士蓝nm万立方@聚多巴胺异质设计化学合成示图图

(a) 多孔NFF@PDA的组成过程中 的提醒图；
(b) NFF、PDA和多孔NFF@PDA的形式的关心图。

图2. 多孔普鲁士蓝nm立方米@聚多巴胺异质结构的特征的微纳结构的特征分析方法

(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. 多孔普鲁士蓝奈米万立方@聚多巴胺异质结构设计光电催化上的属性及原位拉曼光谱仪解析

(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的系数功能；
(d) 瞬时电流硬度差异时多孔NFF@PDA的充击穿身材曲线；
(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) 巡环具体步骤中NFF@PDA的原位拉曼光谱图 (f) 及根据的充电流曲线美 (g)。

图4. 的基本原理测算工作机制探讨图

(a) PDA的Fukui-nucleophilic数学函数；
(b) PDA的自旋容重；
(c) PDA氧原子核有2个钠氧原子降解的网站优化的结构；
(d) PDA分子形式有两个钠共价键离心分离的优化方案形式；
(e) 纯PB的slab建模；
(f) PB耦合PDA的slab模型；
(g, h) 纯PB的S型 (f) 和线型 (h) 钠阳离子变迁方法；
(i, j) PB合体PDA的S型 (i) 和线型 (j) 钠化合物知识渠道。

小结

虽然，实现将PDA和NFF对其进行合体来行成多孔NFF@PDA，**地升高PB正极的储钠的性能。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相比较，应用于正极，还具有较高的比体积和系数使用性能。PDA用于合体层的措施能够打造单纯、**的做法来改善效果可充电桩锂电的PB正极的比发热量、再循环功效和系数功效。
文献综述连接：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
乔芸博士后长年转做新生物质能金属电极产品的快速的制得及利用探究，近载以来来有一型号原汁原味性的作品。在钠阳离子電池几个方向，配制了许多组合成分的普鲁士蓝正极素材，在负极几个方向配制一款型异质原子团掺入电级，同样紧密结合系统论算出对其储钠规则采取了深入探索的阐述和探索。在氧气电板领域，将碳基工业资料作为一个基体担载不一样的离子液体剂来提升 锂-二防氧化碳电板电生物学性能参数。路打败博士后后最主要的去做按理来说测算公式的在板材中的模拟仿真与定制分析，近年里来与乔芸博士后后达成合作在参比电极板材生理机制测算公式等方面争取一产品系列创新性作品。侴术雷教导主要转行新清洁能源原文件的新产品研发和采用工作任务，并拿得没事系统的实验作品，兑换了较多的重视，生活作用力比较大的，更是是在钠化合物电板个方面，将普鲁士蓝原文件当作正极，就实施到采用开拓中试阶段中。

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