钠离子电池新型Cu基隧道型氧化物正极材料研究

摘要：

成本较为低廉的钠离子电池成为储能领域的新秀,备受关注.以Na2CO3,CuO,Fe2O3,MnO2和TiO2为原料,通过简单的固相反应法合成了一系列新型Cu基隧道结构化合物.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试对所得样品的结构、形貌以及电化学性能进行了表征.XRD结果表明材料结构与Na0.44MnO2一样为隧道结构,空间群为pbam.室温下的电化学性能测试表明Mn替代的样品在1.5～4.1 V的范围内表现出了90 mAh/g的比容量,循环稳定,倍率性能较好,1C容量保持率仍为74％.XPS结果验证了Cu在充放电过程中参与了变价.原位XRD结果表明Na0.66Cu0.17Mn0.33Ti0.5O2电极材料在1.5～4.1 V的范围内可以保持稳定的隧道型结构.本工作首次报道了Cu在隧道型结构材料中的变价行为,为进一步设计隧道结构的材料以及钠离子电池正极材料提供新思路.

关键词：Cu3+/Cu2+氧化还原电对、层状结构、隧道结构、钠离子电池

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分类号：TM9;TM2

资助基金：the National Natural Science Foundation of China.51222210 and 11234013;One Hundred Talent Project of the Chinese Academy of Sciences.项目受国家自然科学基金.51222210和11234013;中国科学院百人计划资助

在线出版日期：2017-04-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：218-224