水热-微波烧结法制备Na3V2(PO4)2F3钠离子电池正极材料

作者：夏奎; 倪佳; 龚靖; 史瑞杰; 曾宪光^*; 刘攀

来源：四川理工学院学报(自然科学版), 2023, 36(02): 11-22.

• 氟磷酸钒钠
• 钠离子电池正极材料
• 水热-微波烧结法
• 碳包覆

具有钠超导三维结构的氟磷酸钒钠(Na3V2(PO4)2F3,NVPF)因其拥有高工作电压和理论比容量而被应用于钠离子电池正极材料。本研究以偏钒酸铵(NH4VO3)为钒源，磷酸二氢铵(NH4H2PO4)为磷源、氟化钠(NaF)为氟源和钠源、无水柠檬酸为还原剂，分别添加0.2、1.0、2.0 g和0 g聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP)进行碳包覆，用水热-微波法成功制备出氟磷酸钒钠正极材料NVPF/C-1、NVPF/C-2、NVPF/C-3和NVPF，采用X-射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)以及透射电镜(TEM)对其进行结构和形貌表征，通过恒流充放电测试其电化学性能。实验结果表明，NVPF/C-2呈直径为350～500 nm的球形，其电荷转移电阻为219.4Ω，钠离子扩散系数是NVPF的33倍，在1.0 C电流密度下初始放电容量为104.0 mA·h·g-1，经过100次充放电后容量维持在74.3 mA·h·g-1。此外，结果表明PVP能够有效控制NVPF的微粒粒径以及团聚现象，同时其本身存在的大量官能团可有效降低NVPF的电荷转移电阻，提高了钠离子扩散系数，进而有效提升NVPF的电化学性能。

• 单位
  四川轻化工大学; 中昊黑元化工研究设计院有限公司