【摘 要】
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钒酸锂（Li3VO4）作为一种高容量、安全性好的嵌入/脱嵌型负极材料,在锂离子电池中具有潜在应用价值。然而,有限的锂资源限制了其实际应用。钠具有与锂相似的物理化学性质,且钠在自然界中储量丰富、分布广泛。受Li3VO4负极材料启发,论文合成了钒酸钠（Na3VO4）新型负极材料,并首次对其电化学性能进行了系统研究和优化。主要工作包括:通过简单水热结合烧结处理,成功合成了Na3VO4纳米颗粒并首次将其作
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钒酸锂（Li3VO4）作为一种高容量、安全性好的嵌入/脱嵌型负极材料,在锂离子电池中具有潜在应用价值。然而,有限的锂资源限制了其实际应用。钠具有与锂相似的物理化学性质,且钠在自然界中储量丰富、分布广泛。受Li3VO4负极材料启发,论文合成了钒酸钠（Na3VO4）新型负极材料,并首次对其电化学性能进行了系统研究和优化。主要工作包括:通过简单水热结合烧结处理,成功合成了Na3VO4纳米颗粒并首次将其作为锂离子电池负极材料。Na3VO4纳米颗粒负极在测试中具有较高的容量、较长的循环寿命和优良的倍率性能:在0.1 A g-1的电流密度下循环610次后,Na3VO4纳米颗粒负极的容量逐渐增加至535.2 m Ah g-1,这可能源自于电极材料在循环中的电化学活化和电化学重构。Na3VO4纳米颗粒负极在1.0 A g-1的电流密度下循环2000次后,仍可以维持208 m Ah g-1的放电容量。在进行倍率测试时,当电流密度经过4个周期的变化最终恢复到0.1 A g-1时,Na3VO4纳米颗粒负极保持了约为350 m Ah g-1的放电容量。采用静电纺丝结合烧结处理,制备了Na3VO4/C纳米纤维复合材料。Na3VO4/C纳米纤维在测试中表现出了优异的电化学性能:在0.1 A g-1的电流密度下循环200次以后电极仍能维持539.6 m Ah g-1的放电容量。在进行倍率测试时,经过6个周期的倍率测试后电极的容量可以完全恢复至初始状态。Na3VO4/C纳米纤维负极拥有如此优异的电化学性能与其纤维网络状结构密切相关,以碳为基底的纤维结构可以提升复合材料的导电性、增强结构的稳定性以及抑制Na3VO4纳米颗粒的团聚。以廉价、绿色的生物质材料（椿树果果实）作为模板,通过简单水热结合烧结处理制备了Na3VO4/C纳米片复合材料,所制备的Na3VO4/C纳米片具有独特的蜂窝状结构。与Na3VO4负极相比,Na3VO4/C纳米片有着更加优越的综合电化学性能。这归因于相互连接的蜂窝状碳网提高了Na3VO4纳米颗粒的电导率并且抑制了Na3VO4纳米颗粒的生长,更小的颗粒尺寸缩短了Li+的传输距离从而实现了快速的反应动力学。借鉴Na3VO4/C纳米片的合成方法,改良合成了Li3V2（PO4）3/C纳米片正极材料并将两种电极材料组装为全电池。所组装的Na3VO4/C//Li3V2（PO4）3/C全电池同样表现出优异的电化学性能。
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