鉅大LARGE | 點擊量：996次 | 2018年06月25日
美研發新款三氟化鐵陰極材料 可使鋰電池能量密度翻三倍
據外媒報道，美國馬里蘭大學(University of Maryland, UMD)、美國能源部國立布魯克哈文實驗室(Brookhaven National Laboratory)及美國陸軍研究實驗室(US Army Research Lab)研發并研究了新款陰極材料——一款經過改動設計的三氟化鐵(iron trifluoride，FeF3)，該材質或將使鋰離子電池電極的能量密度翻三倍。
該材料通常被用于鋰離子電池中，這主要得益于插層化學(intercalation chemistry)方法。然而，像三氟化鐵這類復合物通常會通過更為復雜的轉化反應(conversion reaction)傳輸多個電子。
盡管FeF3的電勢可提升陰極的容量，該復合物在鋰離子電池中的歷史表現并不算好，因為轉化反應存在三大類問題：能效低(滯后現象，hysteresis)、反應速率低、副反應(side reactions)或導致鋰電池使用壽命縮短。
為克服這類技術挑戰，研究團隊利用化學品置換(chemical substitution)工藝向FeF3納米棒(nanorods)加入了鈷院子及氧原子，使得科研人員能操控反應途徑(reaction pathway)并實現可逆反應。
首先，研究人員在功能性奈米材料研究中心(Center for Functional Nanomaterials，CFN)采用透射電子顯微鏡術(transmission electron microscopy，TEM)觀察FeF3的納米棒，其分辨率高達0.1納米。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
隨后，研究人員利用國家同步幅射光源II(NSLS-II)的X射線粉晶衍射(X-ray Powder Diffraction，XPD)光束線，使超亮X射線穿過陰極材料，然后對離散的光加以分析，研究人員或能視覺呈現該材料結構的其它信息。
為評估該款陰極材料的功能性，將CFN與NSLS-II高度先進的圖像及顯微技術相結合成為了其中的關鍵。
美國馬里蘭大學的研究人員表示，該研究策略或能應用到其他高能量轉換材料中，未來的研究也可以采用該方法改進其它的電池系統。
