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呂力EnSM: 通過低自旋Fe氧化還原誘導(dǎo)插層贗電容提升普魯士藍(lán)類似物的放電平臺(tái)

低成本的普魯士藍(lán)類似物 (PBA) 作為一組有前途的鈉離子電池 (SIB) 正極材料，由于其可定制和開放的框架而引起了極大的關(guān)注，這些框架賦予了超高Na⁺擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)的可能性。

在此，新加坡國立大學(xué)呂力教授等人報(bào)道了六氰基鐵酸鹽 (NFFCN) 通過低自旋Fe氧化還原激活誘導(dǎo)的插層贗電容行為。

與以往報(bào)道中高自旋Fe氧化還原的易激活不同，OH 配位Fe位點(diǎn)中晶場和配體場穩(wěn)定能 (LFSE) 之間的協(xié)同作用降低了低自旋Fe的激活能壘，從而誘導(dǎo)插層贗電容。此外，作者還提出并證明了高自旋Fe氧化還原受離子擴(kuò)散行為控制，而低自旋Fe氧化還原受贗電容行為控制。

圖1. NFFCN的Na⁺存儲(chǔ)機(jī)制和擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)

受益于嵌入贗電容中的高離子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)和保護(hù)性SEI的形成，NFFCN正極在 500 mA g^-1下超過3000次循環(huán)具有顯著的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。

與在50 mA g^-1下測試的容量相比，鈉離子全電池即使在2 A g^-1下也可以保持81.15% 的容量，這表明NFFCN可能是大規(guī)模用于鈉離子全電池的低成本和高性能正極。

圖2. 鈉離子全電池的電化學(xué)性能

Elevating the Discharge Plateau of Prussian Blue Analogs Through Low-Spin Fe Redox Induced Intercalation Pseudocapacitance, Energy Storage Materials 2021. DOI: 10.1016/j.ensm.2021.09.004

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