稀土摻雜P2型層狀鈉離子電池正極材料及其電化學(xué)性能研究

編號：CYYJ043337

篇名：稀土摻雜P2型層狀鈉離子電池正極材料及其電化學(xué)性能研究

作者：王興龍 宗鵬 茆涵 唐曉艷 施少君

關(guān)鍵詞： 鈉離子電池 電極材料 層狀氧化物

機(jī)構(gòu)： 常熟理工學(xué)院材料工程學(xué)院

摘要： 由于鋰資源的匱乏,鈉離子電池因其豐富的鈉資源儲量、低廉的價(jià)格受到了人們的廣泛關(guān)注.其中,P2型層狀氧化物被認(rèn)為是一種非常有前途的正極材料.但Mn3+的Jahn-Teller效應(yīng)會導(dǎo)致相變和結(jié)構(gòu)坍塌,使得電池壽命下降.本研究采用稀土元素對三元錳鐵系層狀正極材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)控,采用快速微波輔助法設(shè)計(jì)Sm摻雜取代Mn的Na0.67Mn0.58Cu0.1Fe0.3Sm0.02O2,加速鈉離子在電化學(xué)反應(yīng)過程中的擴(kuò)散,提高材料的倍率性能.在1.0 A/g的高電流密度下,Na0.67Mn0.58Cu0.1Fe0.3Sm0.02O2的放電容量大幅提高.此外,Sm和Cu取代有效緩解了材料在循環(huán)過程中的Jahn-Teller效應(yīng),提高了材料的循環(huán)穩(wěn)定性.Na0.67Mn0.58Cu0.1Fe0.3Sm0.02O2在200 mA/g條件下,經(jīng)過100圈循環(huán)后容量保持率高達(dá)69.8%.稀土元素的加入成功改善了P2型層狀氧化物電極的電化學(xué)性能..