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作者:魏斌斌;李勇;雷兰兰;任庆辉;王娟;武宏;
单位:西安建筑科技大学机电工程学院;陕西省纳米材料与技术重点实验室;西安市清洁能源重点实验室;
摘要:碳酸钠原料丰富、价格低廉使得钠离子电池在大规模储能应用领域展现出了巨大潜力,并有望在不久的将来成为锂离子电池的有效候补能源体系。层状过渡金属氧化物Na_xTMO_2(TM:过渡金属)正极材料具有高比容量、电压适宜、易于大规模合成等优点被认为是最具商业化潜力的正极材料之一。本文通过掺杂稀土元素铈设计并合成了Na_(0.67)Ni_(0.33)Mn_(0.645)Ce_(0.025)O_2层状正极材料,研究了该材料的形貌、结构和电化学性能。X射线衍射测试结果表明Na_(0.67)Ni_(0.33)Mn_(0.645)Ce_(0.025)O_2材料具有纯的P2相结构。在2.4~4.15 V电压范围,1C(其中1C=173 mA·g~(-1))电流密度下恒电流充放电测试,材料的首周放电比容量为81.3 mAh·g~(-1),经过150周循环后,放电比容量为78.7 mAh·g~(-1),容量保持率为98.0%;在5C,10C,20C,30C等高倍率下,材料容量保持率高,稳定性较好,改性材料展现出稳定的长循环和高倍率性能。
关键词:稀土金属;;钠离子电池;;正极材料;;层状氧化物;;掺杂改性
基金资助:陕西省自然科学基金项目(22023-ZDLGY-24,2023-JC-QN-0588);; 陕西省教育厅产业化项目(21JC018)资助