武汉大学钱江锋EnSM：化学锂化法使普鲁士蓝成为锂离子电池的富锂正极材料

普鲁士蓝类似物（PB）由于其两个电子的储存能力和相当大的成本优势，特别是在钠离子和钾离子电池中，已经引起了强烈的关注。然而，当涉及到锂离子电池时，情况就大不相同了，因为含锂的Li₄Fe(CN)₆前驱体无法在市场上买到，因此，传统制备的缺锂Fe(CN)₆产品无法与商业石墨负极耦合用于全电池。

图1 筛选适合于FeFe(CN)₆正极的化学锂化试剂

武汉大学钱江锋等提出了一种简单的化学锂化方法，以指导FeFe(CN)₆的化学预锂化为富锂的Li_xFe(CN)₆（x从0到2变化）正极。考虑到铁氧化还原中心的不同价态（即Fe³⁺/Fe²⁺ vs. Li⁺/Li为3.0V，Fe²⁺/Fe⁰为1.00V），作者精心选择了苝-锂（Perylene-Li ），一种温和的锂化试剂，其氧化还原电位为1.28V vs. Li⁺/Li，以补充活性Li⁺，同时避免铁/亚铁过度还原为元素铁。

图2 Li_xFeFe(CN)₆的形貌和结构表征

为了验证Li在PB晶格中的成功容纳，这里进行了多种表征，并通过充电-放电实验确认了插入的Li⁺的电化学可逆性。结果，完全预锂化的Li₂Fe(CN)₆在电流密度为20 mA/g时可提供158 mAh/g的储锂容量，与商用的LiCoO₂正极相当。此外，其开放的三维隧道使Li₂Fe(CN)₆能够承受高达10C的大电流，并具有1000次以上的稳定性。当与商业石墨负极匹配时，富锂的普鲁士蓝正极表现出在全电池中提供活性Li⁺的能力。这项工作为梯度锂化深度可控合成普鲁士蓝类似物提供了一般指导原则和有效方法，可作为深入、系统、全面研究PB材料特性的平台。

图3 FeFe(CN)₆和Li₂FeFe(CN)₆的电化学性能

Chemical lithiation methodology enabled Prussian blue as a Li-rich cathode material for secondary Li-ion batteries. Energy Storage Materials 2023. DOI: 10.1016/j.ensm.2023.102803

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武汉大学钱江锋EnSM：化学锂化法使普鲁士蓝成为锂离子电池的富锂正极材料

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