據(jù)外媒報(bào)道，德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院(KIT)的研究人員提出了一種適用于能量存儲(chǔ)的新型高熵?cái)?shù)據(jù)。在他們的論文中，他們報(bào)道了用一種簡(jiǎn)單的機(jī)械化學(xué)方法制備聚陰離子和聚陽(yáng)離子化合物，該方法使用了最近設(shè)計(jì)的以多陽(yáng)離子過渡金屬為基礎(chǔ)的高熵氧化物為前驅(qū)物，以LiF或NaCl為反應(yīng)物，并生成了鋰或鈉化數(shù)據(jù)。

鋰熵安全氟氧化合物(Lix(Co0.2Cu0.2Mg0.2Ni0.2Zn0.2OFx))，作業(yè)電位3.4VvsLi+/Li，可作為正活性材料。與傳統(tǒng)的(非熵穩(wěn)定的)氟化合物不同，這種新的數(shù)據(jù)得益于熵穩(wěn)定，顯示出更強(qiáng)的鋰存儲(chǔ)功能，以一種前所未有的方式修改組件來改善循環(huán)。熵穩(wěn)定概念同樣適用于具有巖鹽結(jié)構(gòu)的氯化鈉氧化物，為后鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展鋪平了道路。

在許多不同的應(yīng)用中，高熵?cái)?shù)據(jù)因其新穎、出人意料和前所未有的特點(diǎn)而受到廣泛的關(guān)注。HEM是以引入高構(gòu)型熵來穩(wěn)定單相結(jié)構(gòu)為前提的。許多高熵化合物已被合成和公開，包括碳化物、二硼化物、氮化物、硫化物和氧化物，它們廣泛應(yīng)用于熱電、介電和鋰離子電池。最近提出的高熵?cái)?shù)據(jù)稱為高熵氧化物(highentropyoxide,HEO)，由美國(guó)Christinam.ost等人于2015年首次提出。

但是，還沒有有關(guān)HEM化合物中含有多種陰離子的報(bào)道。穩(wěn)定的高構(gòu)型熵效應(yīng)僅由晶體結(jié)構(gòu)中的陽(yáng)離子引起，因?yàn)殛庪x子位點(diǎn)的貢獻(xiàn)為零。因此，制備具有顯著熵穩(wěn)定性的多陰離子和多陽(yáng)離子單相結(jié)構(gòu)具有重要意義，特別是考慮到構(gòu)型熵增益將大于過渡金屬基HEO體系。KIT的論文首次報(bào)道了聚陰離子和多陽(yáng)離子高熵鹵化氧及其在電化學(xué)儲(chǔ)能中的應(yīng)用。

研究人員使用一種多陽(yáng)離子過渡金屬HEO(即只有氧離子占據(jù)陰離子位點(diǎn))作為前驅(qū)體，引入額外的鹵素離子(X)和堿金屬離子來出現(xiàn)一種多陰離子，多陽(yáng)離子巖鹽化合物(HEOX)。一價(jià)氟被引入到二價(jià)氧占據(jù)的HEO陰離子晶格中，通過參與陽(yáng)離子晶格中的一價(jià)鋰(或鈉)來補(bǔ)償電荷。由于氟離子半徑和氧離子半徑相似，這種替代在單相巖鹽結(jié)構(gòu)中不會(huì)引起顯著的應(yīng)變。

通過在一個(gè)單一的熵穩(wěn)定的多聚陽(yáng)離子化合物中添加多個(gè)陰離子，研究人員首次發(fā)現(xiàn)，當(dāng)它們附著在單相巖鹽結(jié)構(gòu)中時(shí)，不僅陽(yáng)離子發(fā)生了變化，陰離子也發(fā)生了變化。這些化合物構(gòu)成了一類新的熵穩(wěn)定數(shù)據(jù)，陰離子晶格促進(jìn)構(gòu)型熵的形成，進(jìn)而獲得額外的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增益。該方法成功地合成了具有巖鹽結(jié)構(gòu)的氟正極的活性數(shù)據(jù)，適用于下一代鋰離子電池。

值得一提的是，熵穩(wěn)定性可以顯著改善循環(huán)函數(shù)。此外，這種方法可以減少電池陽(yáng)極中有毒和昂貴的元素，同時(shí)又不會(huì)顯著影響能量密度。綜上所述，多陰離子和多陽(yáng)離子高熵化合物的概念將帶來前所未有的新型儲(chǔ)能數(shù)據(jù)。