综合新闻 News
联系我们
  • 客服服务电话:021-64321087
  • 商业服务电话:13918059423
  • 技术服务电话:13918059423
  • 联系人:崔老师 
  • 服务邮箱:shxtb@163.com
  • 地址:上海市徐汇区桂林路100号8号楼107室

氰化物解毒剂启发的环境友好型单铁源法制备富钠和高结晶度普鲁士蓝正极材料

日期: 2025-05-27
浏览次数: 158

来源:中国科学院海西研究院厦门稀土材料研究中心ChemSusChem

钠离子电池因其成本低、资源丰富等优势备受关注。普鲁士蓝类似物(PBAs)作为钠离子电池的正极材料之一,展现出高理论容量和良好的电化学性能,但传统的单铁源水热合成方法存在诸多安全与环保难题。比如在酸性条件下,氢离子促使金属-氰根基团解离,虽能实现 PBAs 的缓慢结晶,却因酸处理易释放有毒的氢氰酸(HCN),带来严重的安全隐患。此外,这种方法生成的 PBAs 常伴有结构缺陷、空位以及残留水分等问题,这些因素会显著降低钠离子电池性能,加速电池循环性能衰退。

近日,中国科学院海西研究院厦门稀土材料研究中心申仲荣研究员、郑隽工程师团队从医学领域用于氰化物中毒的解毒剂硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)中获得灵感,将其引入单铁源水热合成法中。这一创新方法不仅有效解决了氢氰酸泄漏的风险,还促进了高结晶度、低缺陷的富钠PBAs 的形成。新方法的优势在:(1)安全无毒 :Na₂S₂O₃ 在合成过程中能将剧毒的氰根离子(CN⁻)转化为相对无害的硫氰根(SCN⁻),有效抑制 HCN 的产生,为操作人员的健康和环境安全提供了有力保障;(2)提升钠含量与结晶度 :Na₂S₂O₃ 创造的还原性气氛,有效地防止了 Fe²⁺ 氧化,确保了更多的钠离子能够嵌入 PBAs 框架中,从而使 PBAs 的钠含量显著提高,并且形成了更加规则、有序的晶体结构,有助于提升电池的性能和稳定性。(3)减少缺陷和水分 :与传统方法制备的 PBAs(简称 H-PB)相比,S-PB 的缺陷和空位减少,结晶水含量也有所降低,这有助于提高材料的结构稳定性和电化学性能,减少其在充放电过程中的结构变化和副反应。

通过一系列实验深入探究了 Na₂S₂O₃ 辅助合成 PBAs 的机制,对不同温度下的合成效果进行了考察,并合成出纯相的 PBAs,有效消除副产物和防止钠含量降低。通过对产物的结构、形貌和热稳定性等进行了详细表征,证实了 S-PB 相较于 H-PB 在结构和性能上的显著优势。在电化学测试中,S-PB 在电池的库仑效率、倍率性能和循环稳定性等方面也都表现出了更加优异的性能,这主要归功于其较高的钠含量、良好的结晶度和较低的缺陷水平,这些特点有助于钠离子在电极材料中的快速扩散和传输,从而提升普鲁士蓝钠离子电池性能。




Hot News / 相关推荐
  • 2026 - 02 - 06
    点击次数: 50
    华东理工大学郭杨龙教授团队与上海氯碱化工股份有限公司从2008年10月开始,合作开发氯化氢催化氧化制氯气的高效催化剂,2026年2月2日下午18点实现3万吨/年的氯气生产装置的满负荷运行,建成了国内首套具有完全自主知识产权的固定床氯气生产装置,将彻底解决我国聚氨酯和氟化工等行业的大量副产氯化氢的循环利用难题。
  • 2026 - 02 - 06
    点击次数: 56
    来源:X-MOL镧系系 4f 轨道的固有屏蔽导致磁交换弱,这一根本性限制可以通过使用自由基桥配体来解决。在这项工作中,我们采用了电子缺失配体 3,6-bis(2,2′-二吡基)-1,2,4,5-四甲苯(bbpytz),并通过有意控制 bbpytz 和 Ln(acac)3 的化学计量,制备了一系列二核和三核镭系配合物。该方法得到了双核复形 [LnIII2(bbpytz•–)(μ2–OH)(acac)...
  • 2026 - 02 - 05
    点击次数: 49
    来源:X-MOL精氨酸(Arg)已被公认为膀胱尿症的重要生物标志物,其浓度水平显著影响人体健康。本研究通过溶热法合成了 Eu-TATB,使用 4,4′,4“-三嗪-2,4,6-三酰苯甲酸(H₃TATB)作为有机配体,并用 Eu 离子。Eu-TATB 利用其固有的光敏特性和 618 纳米特有的 Eu3+发射,被用来构建一种新型比分荧光传感器。通过利用紫外光照射下 Eu-TATB 的光敏化,精氨酸被显...
  • 2026 - 02 - 05
    点击次数: 50
    来源:X-MOL双酚 A(BPA)因其严重的不良影响,对人体健康和生态系统构成重大风险。因此,有效的 BPA 去除水源至关重要。虽然天然存在的乳膜盐(Lac)可以降解 BPA,但其广泛使用受限于高昂的成本和不稳定性。纳米酶以其更优越的催化活性和坚固的特性,提供了可行的替代方案。本研究中,我们通过将稀土金属(La、Gd、Dy、Er)与铜结合,合成了一种新型分层纳米酶。La 基材料表现出最高的类漆膜活...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1  沪公网安备 31010402010140号
    主办单位:上海市稀土协会 指导单位:上海市稀土材料开发应用办公室 承办单位:上海稀土产业促进中心 
    犀牛云提供企业云服务