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Cu-substituted nickel hexacyanoferrate with tunable reaction potentials for superior ammonium ion storage

Journal of Materials Science & Technology 2024年第2期169卷 19-27页

作者： Leiyu Fan Guangchang Shu Yiwen Liu Haoxiang Yu Lei Yan Liyuan Zhang Jie Shu School of Materials Science and Chemical Engineering Ningbo UniversityNingbo 315211China

In this work,a variety of Cu_(x)Ni_(2-x)Fe(CN)_(6)(x=0,0.4,0.8,1.2,1.6,2)cathodes for ammonium ion batteries are prepared and their electrochemical performances are investigated.During the introduction of copper in nickel hexacyanoferrate,the electrochemical performance varies without changing the structure of nickel hexacyanoferrate.The increase of Cu content in nickel hexacyanoferrate leads to the enhancement of reaction potential and capacity.Electrochemical results suggest that the substitution of Cu for Ni has a positive effect on improving the cycling stability and rate capacity of nickel hexacyanoferrate when x in Cu_(x)Ni_(2-x)Fe(CN)_(6)is less than 0.4.Therefore,Cu_(0.4)Ni_(1.6)Fe(CN)_(6)exhibits the best cycling per-formance(capacity retention of 97.54%at 0.3 C)and the highest rate capacity(41.4 mAh g^(-1)at 10 C)in Cu_(x)Ni_(2-x)Fe(CN)_(6).Additionally,the X-ray diffraction(XRD)and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)tests also reveal that the structural evolution of Cu_(0.4)Ni_(1.6)Fe(CN)_(6)is highly reversible upon NH_(4)^(+)storage.Therefore,this work proposes a candidate material for ammoniumion batteries and offers a novel avenue for adjusting the operating potential of the material.

关键词： nickel hexacyanoferrate Copper hexacyanoferrate NH_(4)^(+)storage Ammonium ion batteries Aqueous batteries

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