不同杂原子掺杂钛酸钠对储钠性能的影响

摘要：

相比于传统的锂离子电池,钠离子电池具有低成本、高安全性的优点,因此被赋予厚望.电极材料的电化学性能决定着整个电池的功能,由于钠离子半径比锂离子大,使得离子嵌入/脱出比较慢,且多次循环后电极材料容易出现结构破坏,从而引起容量的衰减.因此,高能量密度、长寿命电极材料是实现高性能钠离子电池的突破口.钛酸钠(NTO)中TiO6八面体通过角或边相互连接,形成隧道状和层状结构,这种开放式结构使NTO成为极具潜力的钠离子电池负极材料.在这项工作中,借助扫描电子显微技术(SEM)、透射电镜(TEM)能谱分析技术(EDS)和电化学技术等表征测试手段,对比P和S掺杂NTO作为钠离子电池负极材料的电化学行为差异.我们发现磷掺杂的NTO(P-NTO)与硫掺杂的NTO(S-NTO)相比表现出优异的电化学性能,当它用作钠离子电池电极时,表现出出色的长循环稳定性和倍率性能.当电流密度高达2000 mA/g时,P-NTO提供111 mAh/g的可逆容量.即使经过1300次循环(500 mA/g),该电极仍保持150 mAh/g的可逆容量.这些优异的性能主要归功于NTO的开放结构和P的掺杂大大促进了纳米片的电子传输.

关键词：杂原子、掺杂、钛酸钠、储钠性能

所属期刊栏目：12

分类号：O469;TB34(真空电子学（电子物理学）)

资助基金：氧缺陷诱导异质结构界面键合及内电场联合调控储钠性能研究Bi/TiO2-x;52202239

在线出版日期：2023-09-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：2715-2726