多金属共掺杂制备Na0.67Mn0.67Ni0.33-xCoxO2钠离子电池正极材料及电化学性能优化机理研究

作者：张远朋; 赵方晖; 张国举; 杨洁; 段连峰^*

来源：机械工程学报, 2020, 56(10): 117-126.

• 锰酸钠
• 多金属掺杂
• 钠离子电池
• 正极材料
• 钠离子扩散

利用简单的水热结合煅烧法制备Na0.91MnO2,并以此为前驱体材料,在相同条件下进行Ni掺杂制备Na0.67Mn0.67Ni0.33O2纳米颗粒有效地提高了比容量。进一步地,又对Na0.67Mn0.67Ni0.33O2进行Co掺杂制得Na0.67Mn0.67Ni0.33-xCoxO2,发现得到的电极材料具有更高的循环稳定性。通过微观结构及成分分析所合成的样品成分均一、形貌均匀,粒径大约300nm。其中Ni、Co共掺杂的Na0.67Mn0.67Ni0.33-xCoxO2在电流密度0.1C时,首次充、放电比容量均为160mA·h·g-1以上,经过200次循环的放电比容量保持在120mA·h·g-1。电流密度1C时可逆容量可达到90mA·h·g-1。研究表明,通过Ni的掺杂提高了纳米颗粒的比容量,Co掺杂可提高电极材料的钠离子扩散系数,减小电荷转移阻抗,双掺杂可有效提高电极材料的比容量、倍率与循环性能。

• 单位
  长春工业大学