easyXAFS台式X射线吸收XAFS\发射谱XES揭示构型熵在Mn-HCF钠离子电池阴循环性能中的作用!
近年来,高熵的概念被应用到各种功能材料中,并被证明有利于结构的稳定性以及能量的储存和转换效率。在电化学储能领域,科研人员通过在单相结构中引入大量不同的元素来制备多组分材料,实现增加构型熵(成分无序),提升电池性能和稳定性。德国卡尔斯鲁厄理工学院的Torsten Brezesinski课题组将高熵概念应用于四种金属离子(Fe, Co, Ni和Cu)结合的高熵Mn基HCF材料 (HEM -HCF, 40% Mn),并与中熵HCF(MEM-HCF, 60% Mn),低熵HCF (LEM-HCF, 80% Mn)和传统单金属Mn基HCF (Mn-HCF, 100% Mn) 进行对比,发现多组分的高构型熵样品在钠存储方面有显著改善。相关成果发表在Adv. Func. Mater. 2022, 2202372。为了更好地理解多组分材料体系中的作用机理,探索高构型熵概念其对电池性能的影响,作者利用美国台式X射线吸收谱仪系统easyXAFS300+,揭示了构型熵在Mn-HCF 钠离子电池阴循环性能中的作用,并提供了与其电化学行为之间的关联佐证。该台式X射线吸收谱仪系统,摆脱了同步辐射光源的束缚,在实验室中为Torsten Brezesinski课题组提供了一套媲美同步辐射光源数据的表征技术,包括X射线吸收光谱(XAS)和X射线发射光谱(XES),实现了对元素化学价态、局部配位结构以及自旋态的多重互补信息的获取,为阐明电化学性能的改善机理提供了关键数据支撑。