不同杂原子掺杂钛酸钠对储钠性能的影响（英文）

作者：葛金雨; 孟祥辉; 祁永军; 孙浩; 李健君; 周冰; 桂亭亭; 邢庆伟; 黄曼^*

来源：储能科学与技术, 2023, 12(09): 2715-2726.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0273

• 杂原子
• 掺杂
• 钛酸钠
• 储钠性能

相比于传统的锂离子电池，钠离子电池具有低成本、高安全性的优点，因此被赋予厚望。电极材料的电化学性能决定着整个电池的功能，由于钠离子半径比锂离子大，使得离子嵌入/脱出比较慢，且多次循环后电极材料容易出现结构破坏，从而引起容量的衰减。因此，高能量密度、长寿命电极材料是实现高性能钠离子电池的突破口。钛酸钠(NTO)中TiO6八面体通过角或边相互连接，形成隧道状和层状结构，这种开放式结构使NTO成为极具潜力的钠离子电池负极材料。在这项工作中，借助扫描电子显微技术(SEM)、透射电镜(TEM)能谱分析技术(EDS)和电化学技术等表征测试手段，对比P和S掺杂NTO作为钠离子电池负极材料的电化学行为差异。我们发现磷掺杂的NTO(P-NTO)与硫掺杂的NTO(S-NTO)相比表现出优异的电化学性能，当它用作钠离子电池电极时，表现出出色的长循环稳定性和倍率性能。当电流密度高达2000 mA/g时，P-NTO提供111 mAh/g的可逆容量。即使经过1300次循环(500 mA/g)，该电极仍保持150 mAh/g的可逆容量。这些优异的性能主要归功于NTO的开放结构和P的掺杂大大促进了纳米片的电子传输。

• 单位
  济南大学