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低場核磁共振技術(shù):精確測量鈉電池中普魯士白結(jié)晶水含量的新策略
更新時間:2024-06-27   點擊次數(shù):522次


隨著全球?qū)沙掷m(xù)能源解決方案需求的日益增長,鈉離子電池(Sodium-ion batteries, SIBs)憑借其成本效益和原料的廣泛可用性,正逐漸成為儲能領(lǐng)域的熱門選擇。在鈉電池技術(shù)的發(fā)展中,正極材料的選擇至關(guān)重要,普魯士白因其出色的能量密度和卓-越的電化學(xué)穩(wěn)定性而成為研究的焦點。這種材料不僅能夠提供較高的電壓平臺和比容量,還展現(xiàn)出了優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率性能,這些特性使其在提高鈉電池整體性能方面具有巨大的潛力。

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普魯士白(Prussian white)是一種普魯士藍類似物,屬于一類含有鐵氰-化-物的化合物。在鈉電池中,普魯士白作為正極材料,能夠通過鈉離子的嵌入和脫出實現(xiàn)能量的存儲和釋放。普魯士白結(jié)晶水含量是影響作為鈉離子電池正極材料性能的關(guān)鍵因素。

 

普魯士白中的結(jié)晶水指的是其結(jié)構(gòu)中所包含的水分,這些水分以不同的形式存在于普魯士白的晶格中,可能包括間隙水和配位水。普魯士白結(jié)晶水的去除可以改善其電化學(xué)性能,例如提高其在鈉離子電池中的可逆容量和循環(huán)穩(wěn)定性。

 

傳統(tǒng)的結(jié)晶水含量測定方法,如烘干法和熱重分析法,存在一些局限性。烘干法測試時間長,對環(huán)境要求高,而熱重分析法過程繁瑣,需要專業(yè)的測試人員。與之相比,低場核磁共振技術(shù)(LF-NMR)是一種先進的分析手段,它可以快速、無損地測定普魯士藍類化合物中的結(jié)晶水含量。

 

LF-NMR技術(shù)在普魯士白結(jié)晶水測量中的應(yīng)用包括:

定量分析:準(zhǔn)確測定普魯士白中的結(jié)晶水含量。

結(jié)構(gòu)表征:通過測量不同的弛豫時間,了解普魯士白中水分子的動態(tài)行為和相互作用。

過程監(jiān)控:在普魯士白的合成和后處理過程中,實時監(jiān)控結(jié)晶水含量的變化。

 

LF-NMR技術(shù)的優(yōu)勢:

無損檢測:LF-NMR不對樣品造成物理或化學(xué)損傷,可以重復(fù)使用。

快速分析:與傳統(tǒng)的熱重分析等方法相比,LF-NMR能夠在短時間內(nèi)完成測量。

高靈敏度:LF-NMR能夠檢測到微量的結(jié)晶水,為材料優(yōu)化提供詳細信息。

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