【摘 要】
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当下能源问题日渐突显,由于地球上具有丰富而廉价的钠源,钠离子电池因此受到了广泛的关注。其中,P2型Na0.67(Mn0.5Fe0.25Co0.25)O2正极材料是钠离子电池正极材料的一种代表材
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当下能源问题日渐突显,由于地球上具有丰富而廉价的钠源,钠离子电池因此受到了广泛的关注。其中,P2型Na0.67(Mn0.5Fe0.25Co0.25)O2正极材料是钠离子电池正极材料的一种代表材料,其具有很高的比容量（0.1C电流下当电压在1.5V-4.5V时,其首圈放电比容量能达到195mAh/g左右）,然而该材料也存在循环性能差的缺陷（20圈循环之后容量保持率仅为74%）。本文采用纳米球磨机辅助的高温固相法在实验室中合成了该材料,并且确定了该材料的最佳合成工艺参数:球磨时间为1.5h,煅烧温度为900℃以及煅烧时间为12h,在这一工艺参数下合成的材料具有最佳的材料性能。在此工艺基础上进一步采取了Li离子掺杂取代的方法对该材料进行性能改善,使得材料的循环性能得到了明显的提升（30圈循环之后,容量保持率提升15.3%）,并且倍率性能也得到了很好的改善,同时利用各类测试表征手段（如XRD、SEM、CV、EIS等）发现Li离子取代之后电池极片极化程度降低、电池界面电荷转移阻抗Rct值减小以及材料的钠离子扩散系数增加,这是Li离子改善材料性能的三个重要原因。进一步研究中还发现Ti离子取代也能提升该材料的循环性能（30圈循环后,容量保持率提升16%）和倍率性能。同样,通过XRD、SEM、EIS等测试表征手段的运用以及钠离子扩散系数的计算与分析,从中证明了Ti离子取代之后材料的钠离子扩散系数的大幅度增加是材料综合性能得到提升的重要原因。
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