鈉離子電池電極材料的制備和性能的研究.pdf

1、鈉離子電池原料資源豐富易得，成本低廉;能利用分解電勢(shì)更低的電解液，電解質(zhì)的選擇范圍更寬;有相對(duì)穩(wěn)定的電化學(xué)性能，使用更加安全。因此，鈉離子電池具有很好的應(yīng)用前景。本論文研究制備了兩種鈉離子電池正極材料P2-Na2/3Ni1/3Mn2/3O2和O3-NaNi0.5Mn0.5O2，通過X-射線衍射(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)材料的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了分析，并且對(duì)材料進(jìn)行了室溫和高溫(55℃)條件下的充放電性能測試。
　　(1)以

2、Na2CO3、NiO和MnO2為原料，采用簡易的固相反應(yīng)法，在850℃下焙燒12h，制備得到材料Na2/3Ni1/3Mn2/3O2。材料中含有微量NiO雜相，樣品顆粒展現(xiàn)出了多邊形片狀結(jié)構(gòu)。該材料在0.1C倍率測試時(shí)，首次放電比容量為88.4mAh/g，20次循環(huán)后的容量保持率為98％;當(dāng)倍率增至1C時(shí)，首次放電比容量為79.5 mAh/g，20次循環(huán)后的容量保持率為98.4％。
　　(2)對(duì)材料Na2/3Ni1/3Mn2/3O2

3、中各成分進(jìn)行調(diào)整，改變Na、Ni和Mn元素的含量，采用相同的固相反應(yīng)法制備了Na0.8Ni0.4Mn0.6O2材料。該材料物相中無雜相，顆粒形貌好。材料Na0.8Ni0.4Mn0.6O2在0.1C和1C倍率充放電下時(shí)的放電比容量分別為92 mAh/g和85.3 mAh/g，20次循環(huán)后的容量保持率分別為97.4％和97.5％。與材料Na0.67Ni0.33Mn0.67O2相比，材料Na0.8Ni0.4Mn0.6O2電化學(xué)性能有所提升。此

4、外，在高溫(55℃)條件下，該材料仍然保持較好的電化學(xué)性能。
　　(3)分別采用固相反應(yīng)法和醋酸鹽分解法制備了NaNi0.5Mn0.5O2材料。醋酸鹽分解法制備的材料NaNi0.5Mn0.5O2，在成分純度、顆粒形貌和電化學(xué)性能方面都優(yōu)于固相反應(yīng)法。該材料在0.5C倍率下的放電比容量116.7 mAh/g，第30次循環(huán)后的容量保持率為94.8％。在1C、2C和5C倍率下的放電比容量分別為110.1 mAh/g、95.3 mAh/g