过渡金属氟化物正极材料是一种具有高比能潜力的锂离子电池正极材料，但是由于人们对其电化学潜力以及相关局限性了解的不够清楚因而无法将其投入到实用中。
最近，牛津大学的Mauro Pasta等利用胶体方法成功地合成了单分散的单晶FeF2纳米棒并将其作为理想的模型体系来对过渡金属氟化物的转化性能与机制进行研究。
本文要点
要点1. 这种单分散FeF2纳米棒在仅仅使用酸性电解液时（1M LiFSI Pyr1,3FSI）就能够实现570mAh/g的比容量，这一数值接近该材料的理论容量。这是因为酸性电解液体系中能够形成稳定的SEI膜并保持材料不发生熔融。在0.05C的电流密度下单晶FeF2纳米棒材料循环50周后的容量保持率高于90%。这种循环稳定性在更高的倍率（0.5C）和更高温度（50℃）下能够保持长达200周。
要点2. 研究人员利用高分辨分析型透射电子显微镜对于转化反应机理相关的形貌特征、晶格取向关系以及氧化态的变化等进行了深入研究。结果表明材料表面特定位点的反应对于整个材料的相演化、扩散动力学以及失效机制等都有着十分关键的影响。转化反应的可逆性取决于氟离子通过固定晶格的拓扑学阳离子扩散和金属粒子在半异质界面上的成核。
Albert W. Xiao, et al, Understanding the conversion mechanism and performance of monodisperse FeF2 nanocrystal cathodes, Nature Materials, 2020
DOI: 10.1038/s41563-020-0621-z
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