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Nat. Common.: 原子無序蜂窩層狀NaKNi2TeO6中混合堿離子的運輸和存儲

蜂窩層狀氧化物是一類層狀結構的納米材料，其主要特征是堿金屬或鑄幣金屬原子交錯在排列成蜂窩狀的過渡金屬原子片之間。由于其結構框架，這種氧化物顯示出有趣的物理化學和電化學特性。然而，目前這類材料的發(fā)展仍然有限。

在此，日本產(chǎn)業(yè)技術綜合研究所（AIST）Titus Masese、株式會社住化分析中心（SCAS）Yoshinobu Miyazaki、Tomohiro Saito等人報道了堿金屬原子（Na和K）的組合使用來生產(chǎn)蜂窩層狀混合堿金屬氧化物材料，即NaKNi₂TeO₆。

通過透射電子顯微鏡測量，作者揭示了以Na和K原子交替排列的非周期性堆疊和不連貫性為特征的局部原子結構紊亂。此外，還研究了Na⁺和K⁺離子在NaKNi₂TeO₆中混合電化學傳輸和存儲的可能性。

圖1. NaKNi₂TeO₆中堿離子嵌入/脫嵌過程中的結構變化

當基于NaKNi₂TeO₆的正極，室溫NaK液體合金負極以離子液體電解質溶液組成電池時，在低電流密度下（＜10 mA g^-1）表現(xiàn)出大約4 V的平均放電電壓和大約 80 mAh g^-1的比容量。

這項研究展示了NaKNi₂TeO₆和相關的層狀混合堿金屬氧化物材料作為功能材料的潛力，為開發(fā)利用室溫液態(tài)堿金屬合金材料的“無枝晶”電化學儲能系統(tǒng)的定制正極電極材料提供了參考。

圖2. NaKNi₂TeO₆作為NaK電池正極材料的電化學性能

Mixed alkali-ion transport and storage in atomic-disordered honeycomb layered NaKNi₂TeO₆, Nature Communications 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-24694-5

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