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作者：刘辉;闫共芹;蓝春波;张子杨;
单位：广西科技大学机械与汽车工程学院;
摘要：通过溶胶-凝胶法制备了一系列形貌规则、表面光滑的Cu掺杂层状P2型Na_(0.67)Ni_(0.33-x)Cu_xMn_(0.67)O_2(x=0、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25)。采用SEM、XRD、EDS、XPS对材料进行了形貌、结构和成分表征。将材料用作钠离子电池正极材料，采用循环伏安法、恒流充放电法研究了其电化学性能，获得了最佳掺杂比例。研究发现，掺杂未改变材料的层状结构和形貌，通过Cu掺杂引入了高电化学活性的Cu~(2+)作为取代基，增加材料的表面活性储钠位点，材料表现出良好的循环稳定性和倍率性能。在2.0～4.3 V的电压范围和0.1 C的倍率下，Cu掺杂比例x=0.15时Na_(0.67)Ni_(0.18)Cu_(0.15)Mn_(0.67)O_2的初始放电比容量为126.74 mAh/g, 100次循环后容量保持率为79.10%,与未掺杂材料相比提高了50.92%。材料电化学性能的增强可归因于Cu~(2+)插入过渡金属层，由于Cu~(2+)(0.73?)的半径大于Ni~(2+)(0.69?),过渡金属层间距扩大，为Na~+扩散提供了通道，进而提高了Na~+扩散速率。当充电到高压时可抑制Na~+脱/嵌过程中Na~+空位的产生，从而稳定材料的晶体结构并抑制材料发生P2-O2相变，提高了材料的循环稳定性。
关键词：钠离子电池正极材料;;溶胶-凝胶法;;Cu掺杂;;Na_(0.67)Ni_(0.33)Mn_(0.67)O_2;;层状氧化物;;循环稳定性
基金资助：广西自然科学基金(2020GXNSFAA159024)
