三フッ化鉄カソード材料またはリチウム電池の3倍のエネルギー密度

外国メディアの報道によると、メリーランド大学（UMD）、米国エネルギー省のブルックヘブン国立研究所、および米国陸軍研究所（米国陸軍研究所）は、新しいタイプのカソード材料を開発および研究しました。フッ化鉄。 FeF3）、この材料はリチウムイオン電池電極のエネルギー密度を3倍にする可能性があります。

この材料は通常、主にインターカレーション化学法のためにリチウムイオン電池に使用されます。ただし、三フッ化鉄などの錯体は通常、より複雑な変換反応を通じて複数の電子を伝達します。

FeF3の可能性はカソード容量を増加させる可能性がありますが、変換反応には3つの主要なタイプの問題があるため、リチウムイオン電池での複合体の歴史的な性能は良くありません：低エネルギー効率（ラグ現象、ヒステリシス）、低反応速度、側面反応、またはリチウム電池の寿命を短くします。

これらの技術的課題を克服するために、研究チームは化学置換プロセスを使用してコバルトヤードと酸素原子をFeF3ナノロッドに追加し、研究者が反応経路を操作して可逆反応を達成できるようにしました。

まず、研究者らは透過型電子顕微鏡（透過型電子顕微鏡、TEM）を使用して、機能性ナノ材料研究センター（CFN）でFeF3のナノメートルロッドを観察しました。解像度は0.1ナノメートルと高いです。

続いて、研究者らは、国立同期放射線源II（NSLS-II）のX線粉末回折（XPD）ビームラインを使用して、超高輝度X線を陰極材料に通過させ、離散光を分析しました。研究者は、材料の構造に関する他の情報を視覚的に提示できる場合があります。

カソード材料の機能性を評価するためには、CFNとNSLS-IIの高度な画像と顕微鏡技術の組み合わせが鍵となっています。

メリーランド大学の研究者は、研究戦略は他の高エネルギー変換材料に適用される可能性があり、将来の研究でもこの方法を使用して他のバッテリーシステムを改善できると述べました。

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