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【24h】

Layered metal-organic framework based on tetracyanonickelate as a cathode material for in situ Li-ion storage

机译：基于TetracyanonInkelate作为用于原位锂离子储存的阴极材料的分层金属 - 有机框架

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Prussian blue analogs (PBAs) formed with hexacyanide linkers have been studied for decades. The framework crystal structure of PBAs mainly benefits from the six-fold coordinated cyano functional groups. In this study, in-plane tetracyanonickelate was utilized to engineer an organic linker and design a family of four-fold coordinated PBAs (FF-PBAs; Fe2+Ni(CN)(4), MnNi(CN)(4), Fe3+Ni(CN)(4), CuNi(CN)(4), CoNi(CN)(4), ZnNi(CN)(4), and NiNi(CN)(4)), which showed an interesting two-dimensional (2D) crystal structure. It was found that these FF-PBAs could be utilized as cathode materials of Li-ion batteries, and the Ni/Fe2+ system exhibited superior electrochemical properties compared to the others with a capacity of 137.9 mA h g(-1) at a current density of 100 mA g(-1). Furthermore, after a 5000-cycle long-term repeated charge/discharge measurement, the Ni/Fe2+ system displayed a capacity of 60.3 mA h g(-1) with a coulombic efficiency of 98.8% at a current density of 1000 mA g(-1). In addition, the capacity of 86.1% was preserved at 1000 mA g(-1) as compared with that at 100 mA g(-1), implying a good rate capability. These potential capacities can be ascribed to an in situ reduction of Li+ in the interlayer of Ni/Fe2+ instead of the formation of other compounds with the host material according to ex situ XRD characterization. These specially designed FF-PBAs are expected to inspire new concepts in electrochemistry and other applications requiring 2D materials.
机译：几十年来研究了用六氰基接头形成的普鲁士蓝色类似物（PBA）。 PBA的框架晶体结构主要从六倍协调的氰基官能团中受益。在本研究中，使用面内塔里西尼仙酮酸酯工程工程和设计一家四折协调的PBA（FF-PBA; Fe2 + Ni（CN）（4），MnNi（CN）（4），Fe3 + Ni（CN）（4），CUNI（CN）（4），CONI（CN）（4），ZNNI（CN）（4）和NINI（CN）（4）），其显示有趣的二维（ 2D）晶体结构。发现这些FF-PBA可用作锂离子电池的阴极材料，与电流密度为137.9 mA Hg（-1）的其他相比，Ni / Fe2 +系统表现出优异的电化学性质100 mA g（-1）。此外，在5000周期的长期重复充电/放电/放电测量之后，Ni / Fe2 +系统显示出60.3mA Hg（-1）的容量，水库效率为98.8％，电流密度为1000 mA g（-1 ）。此外，与100 mA g（-1）相比，在1000mA g（-1）中保留了86.1％的容量，暗示了良好的速率能力。这些潜在的容量可以归因于Ni / Fe2 +中间层中Li +的原位还原，而不是根据Ex原位XRD表征形成与主体材料的其他化合物。这些专门设计的FF-PBA预计将激发电化学的新概念和需要2D材料的其他应用。

著录项

  • 来源
    《RSC Advances》 |2019年第37期|共8页
  • 作者

    Zhang Kaiqiang; Lee Tae Hyung; Bubach Bailey; Ostadhassan Mehdi; Jang Ho Won; Choi Ji-Won; Shokouhimehr Mohammadreza;

  • 作者单位

    Seoul Natl Univ Dept Mat Sci &

    Engn Seoul 08826 South Korea;

    Seoul Natl Univ Dept Mat Sci &

    Engn Seoul 08826 South Korea;

    Univ North Dakota Dept Petr Engn Grand Forks ND 58202 USA;

    Univ North Dakota Dept Petr Engn Grand Forks ND 58202 USA;

    Seoul Natl Univ Dept Mat Sci &

    Engn Seoul 08826 South Korea;

    KIST Elect Mat Ctr Seoul 136791 South Korea;

    Seoul Natl Univ Dept Mat Sci &

    Engn Seoul 08826 South Korea;

  • 收录信息
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  • 正文语种 eng
  • 中图分类 化学;
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