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熵,热力学中表征物质状态的参量之一,其物理意义是体系混乱程度的度量。据了解,近日,德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的研究人员,提出一种适合储能应用的新型高熵材料。
传统金属则是以一种元素为主,而高熵合金是多元素共同作用的结果。所以高熵合金是一种颠覆数千年以来的合金制备方法。与传统合金相比,高熵合金表现出更高的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀、耐辐照等等。
与传统(非熵稳定)氟氧化合物不同,这种新材料受益于熵稳定,表现出更强的锂储存性能,以前所未有的方式改变组成元素,提升循环性能。熵稳定的概念也适用于,具有岩石盐结构的含钠氯氧化物,从而为开发后锂电池技术铺平道路。
在众多不同应用领域中,高熵材料(HEM)因其新颖、意想不到和前所未有的特性,获得广泛关注。HEM以引入高构型熵来稳定单相结构为前提。目前已经合成并公开的大量高熵化合物,包括碳化物、二硼化物、氮化物、硫系化合物和氧化物,在热电、电介质和锂离子电池等领域,有着广泛的应用。
稳定的高构型熵效应,仅由晶体结构中的阳离子引起,因为阴离子位点的贡献为零。因此,具有明显熵稳定迹象的多阴离子和多阳离子单相结构物质的制备,具有重要意义,特别是考虑到,构型熵增益将比过渡金属基HEO体系更大。
新思界分析师认为,这些化合物构成一类新的熵稳定材料,阴离子晶格促进构型熵形成,从而获得额外的结构稳定增益。通过这种方法,成功合成一种具有岩石盐结构的氟氧基正极活性材料,适用于下一代锂离子电池应用。
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