【摘 要】
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开发低成本的储能体系对于大规模实施可再生能源技术和改善电网储能至关重要。当前已商用的电子设备用电池价格相对较高,其性能同时也需要进一步提升以满足更高需求。钠离子电池由于钠原材料(如苏打灰、盐等)丰富、便宜且分布广泛,因此具有可大规模应用的优势。为了更好地探究高性能钠离子电池的电化学性能和构效关系,仍需要对电极材料进行广泛的研究。本文即针对低成本的Na2/3[FexMn1-x]O2材料的合成和电化学
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开发低成本的储能体系对于大规模实施可再生能源技术和改善电网储能至关重要。当前已商用的电子设备用电池价格相对较高,其性能同时也需要进一步提升以满足更高需求。钠离子电池由于钠原材料(如苏打灰、盐等)丰富、便宜且分布广泛,因此具有可大规模应用的优势。为了更好地探究高性能钠离子电池的电化学性能和构效关系,仍需要对电极材料进行广泛的研究。本文即针对低成本的Na2/3[FexMn1-x]O2材料的合成和电化学性能进行相关研究。
P2-型Na2/3[FexMn1-x]O2(NFMO)中钠离子位于三棱柱位置,该材料对环境友好且成本低廉。采用XRD、SEM和ICP技术分别对材料的结晶度、形貌和组成进行了表征。通过掺杂条件的优化,虽然材料的比容量略微下降,却明显提升了材料的循环稳定性。通过对不同铁含量(x=0.1,0.2,0.3,0.4和0.5)的NFMO材料进行研究,发现当x=0.1时材料具有最佳的电化学性能,Na2/3[Fe0.1Mn0.9]O2材料在100mA/g下比容量保持率接近70%,在10mA/g下比容量为207mAh/g。
煅烧温度对材料的电化学性能具有重要影响。我们分别在800℃、850℃、900℃、950℃、1000℃、1100℃和1200℃下煅烧前驱体,并研究了其结构和电化学性能,发现组成为Na2/3[Fe0.1Mn0.9]O2材料的最佳的合成条件为1200℃下煅烧12h。
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