Ga掺杂FeNb_(11)O_(29)材料的制备及其电化学性能

作     者：黄晋萍 陈庆 李建保 骆丽杰 陈拥军 HUANG Jinping;CHEN Qing;LI Jianbao;LUO Lijie;CHEN Yongjun

作者机构：海南大学材料科学与工程学院南海海洋资源利用国家重点实验室海口570228 

出 版 物：《硅酸盐通报》 (Bulletin of the Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2021年第40卷第8期

页      面：2740-2747页

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(51702072) 海南省自然科学基金(518MS021) 

主　　题：FeNb_(11)O_(29) Ga掺杂 锂离子电池 电化学性能 电流密度 

摘      要：FeNb_(11)O_(29)由于其高的理论充电容量(400 mAh·g^(-1)),作为锂离子电池(LIBs)负极材料具有很大的应用前景。然而,目前报道的FeNb_(11)O_(29)实际容量仅有168~273 mAh·g^(-1)。因此,有必要进一步提高其电化学性能。本文介绍了一种制备Ga掺杂FeNb_(11)O_(29)材料的方法,成功合成了Ga_(x)Fe_(1-x)Nb_(11)O_(29)(x=0.1,0.2)。结果表明,Ga_(0.2)Fe_(0.8)Nb_(11)O_(29)的电导率比FeNb_(11)O_(29)提高了两个数量级。X射线衍射结果显示,Ga掺杂不会改变FeNb_(11)O_(29)的正交剪切ReO 3晶体结构。扫描电镜结果显示,材料的微观形貌没有发生明显改变。电化学实验表明,Ga_(0.2)Fe_(0.8)Nb_(11)O_(29)具有较好的电化学性能,在电流密度为0.1 C时,Ga_(0.2)Fe_(0.8)Nb_(11)O_(29)充电容量为290 mAh·g^(-1),当电流密度达到5 C时容量仍能保持145 mAh·g^(-1),此外,Ga_(0.2)Fe_(0.8)Nb_(11)O_(29)具有良好的循环稳定性,在电流密度为5 C时循环1000圈之后,容量保持率为91.0%,而不掺杂的FeNb_(11)O_(29)的充电容量仅有107 mAh·g^(-1),容量保持率仅为55.9%。利用Ga掺杂改善FeNb_(11)O_(29)负极材料的电化学性能在锂离子电池中具有广阔的应用前景。