新型离子交换法制备具有高倍率和高强度钠离子存储性能的本征赝电容正极材料Na0.44MnO2(英文)

作者：曹宇舸; 肖美静; 董武杰; 蔡天逊; 毕辉^*; 黄富强^*

来源：Science China-Materials, 2023, 66(10): 3810-3816.

钠离子电池因其成本低、资源丰富等优点而成为新一代储能设备.在各种正极中,隧道型Na0.44MnO2因其较大的Na+通道,被认为是快速充电电池的合适正极材料,但仍然存在Na+动力学缓慢等问题.本文首次提出了一种Na0.44MnO2的新型离子交换方法,通过调节合成条件,可以很好地控制K+残余量和Na0.44MnO2的尺寸.结果表明,Na0.44MnO2结构中的残留K+扩大了Na+的输运通道,小颗粒形貌缩短了Na+的迁移距离,且晶体中的带状缺陷界面进一步加速了Na+的输运.获得的Na0.44MnO2具有本征赝电容特性,在2-4 V和20 C电流下有79.0 mA h g-1的优异倍率性能.长期循环测试表明,20 C下1000次循环的保持率为98.1%,0.5 C下200次循环的保持率为96.3%.本工作为用于快速充电储能装置的高倍率、高稳定性Na0.44MnO2正极的大规模生产提供了一条新途径.

• 单位
  稀土材料化学及应用国家重点实验室; 北京大学