Material de cátodo de trifluoruro de hierro o densidad de energía triple de la batería de litio

Según informes de medios extranjeros, la Universidad de Maryland (UMD), el Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de EE. UU. Y el Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU. (Laboratorio de Investigación del Ejército de EE. UU.) Han desarrollado y estudiado un nuevo tipo de material de cátodo: un diseño modificado de fluoruro de hierro. FeF3), este material puede triplicar la densidad de energía del electrodo de la batería de iones de litio.

Este material se usa generalmente en baterías de iones de litio, principalmente debido a los métodos de química de intercalación. Sin embargo, los complejos como el trifluoruro de hierro suelen transmitir múltiples electrones a través de reacciones de conversión más complejas.

Aunque el potencial de FeF3 puede aumentar la capacidad del cátodo, el rendimiento histórico del complejo en baterías de iones de litio no es bueno porque hay tres tipos principales de problemas en la reacción de conversión: baja eficiencia energética (fenómeno de retardo, histéresis), baja velocidad de reacción, lado reacciones o acortar la vida útil de las baterías de litio.

Para superar estos desafíos técnicos, el equipo de investigación utilizó un proceso de sustitución química para agregar yardas de cobalto y átomos de oxígeno a las nanobarras de FeF3, lo que permitió a los investigadores manipular las vías de reacción y lograr reacciones reversibles.

En primer lugar, los investigadores utilizaron un microscopio electrónico de transmisión (microscopio electrónico de transmisión, TEM) para observar las varillas nanométricas de FeF3 en el Centro de investigación funcional de nanomateriales (CFN). La resolución es de hasta 0,1 nanómetros.

Posteriormente, los investigadores utilizaron la línea de haz de difracción de polvo de rayos X (XPD) de la fuente de radiación síncrona nacional II (NSLS-II) para hacer que los rayos X ultrabrillantes atraviesen el material del cátodo y luego analicen la luz discreta. El investigador puede presentar visualmente otra información sobre la estructura del material.

Para evaluar la funcionalidad del material del cátodo, la combinación de CFN y NSLS-II tecnología de imagen y microscopía altamente avanzada se ha convertido en la clave.

Investigadores de la Universidad de Maryland dijeron que la estrategia de investigación se puede aplicar a otros materiales de conversión de alta energía, y la investigación futura también puede utilizar este método para mejorar otros sistemas de baterías.

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