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與高熵（HE）合金，高熵陶瓷是一類新興的固溶體，由許多組分組成。這些材料具有較大的組成靈活性，可用于多種應(yīng)用，包括熱電，催化劑，超離子導(dǎo)體和電池電極等。
近日，美國加州大學(xué)伯克利分校Gerbrand Ceder，勞倫斯伯克利國家實驗室Huiwen Ji?報道了運用高熵概念可以極大地改善電池正極的性能。在鋰離子正極中，陽離子無序巖鹽（DRX）型材料因其顯示出的化學(xué)靈活性而成為設(shè)計高熵材料的理想平臺。
研究人員通過比較一組包含兩個，四個或六個過渡金屬（TM）物種的DRX正極。發(fā)現(xiàn)，隨著更多的TM陽離子物種混合在一起，短程有序得到降低，盡管總金屬含量保持不變，而電池能量密度和倍率性能則得到系統(tǒng)性地提高。
結(jié)果顯示，具有6個TM組分的DRX正極在低倍率（20?mA?g?1）下，具有307mAh?g?1（955?WH?kg?1）的能量密度，當(dāng)以2000?mA?g?1的高倍率循環(huán)時，容量仍保持170 mAh以上。
為了進一步在HE DRX體系上進行設(shè)計，研究人員對23種不同的TM離子進行了相容性分析，并成功地制備了一個包含12個Tm物種的相純的HE DRX化合物進行了概念驗證。
參考文獻(xiàn)：
Lun, Z., Ouyang, B., Kwon, D. et al. Cation-disordered rocksalt-type high-entropy cathodes for Li-ion batteries. Nat. Mater. (2020).
DOI：10.1038/s41563-020-00816-0
https://doi.org/10.1038/s41563-020-00816-0
