钠离子电池Na_(0.62)K_(0.05)Mn_(0.7)Ni_(0.2)Co_(0.1)O_(2)正极材料:钾离子掺杂且{001}面稳定的中空多面体

作     者：黄志雄 张雪丽 赵欣欣 衡永丽 王婷 耿洪波 吴兴隆 Zhi-Xiong Huang;Xue-Li Zhang;Xin-Xin Zhao;Yong-Li Heng;Ting Wang;Hongbo Geng;Xing-Long Wu

作者机构：MOE Key Laboratory for UV Light-Emitting Materials and TechnologyNortheast Normal UniversityChangchun 130024China School of Materials EngineeringChangshu Institute of TechnologyChangshu 215500China Faculty of ChemistryNortheast Normal UniversityChangchun 130024China 

出 版 物：《Science China Materials》 (中国科学（材料科学（英文版）)

年 卷 期：2023年第66卷第1期

页      面：79-87页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 0703[理学-化学] 

基　　金：financially supported by the National Natural Science Foundation of China(91963118 and 52173246) the Science Technology Program of Jilin Province(20220508141RC) the Science and Technology Development Plan of Suzhou(ZXL2021176) the 111 Project(B13013)。 

主　　题：钠离子电池 正极材料 放电比容量 层状氧化物 充放电过程 大电流密度 空气稳定性 能量密度 

摘      要：钠离子电池中,正极材料至关重要,在很大程度上决定了整个电池的能量密度等性能.层状氧化物是钠离子电池中最有潜力的正极材料之一.然而,层状氧化物仍面临着不可逆相变、容量低、空气稳定性差和循环寿命短等缺点,限制了其实际应用.为了解决相关问题,本研究成功制备了中空结构的Na_(0.62)K_(0.05)Mn_(0.7)Ni_(0.2)Co_(0.1)O_(2)多面体正极材料.其中,少量的大尺寸钾离子实现了对材料中相应钠离子的取代;镍离子的较高氧化还原电位使得氧化物正极材料能够在空气中稳定保存.在100 mA g^(-1)电流密度下放电100次后,仍可保持115.0 mA h g^(-1)的放电比容量.在500 mA g^(-1)的较大电流密度下,材料仍然可实现104.1 mA h g^(-1)的较高放电比容量.研究结果表明,充放电过程中,氧化物正极材料的P2到O2的相变得到了有效地抑制.同时钾离子在层间的嵌入掺杂,使得氧化物正极的钠离子层间距增大,提升了钠离子的迁移速率.因此,Na_(0.62)K_(0.05)Mn_(0.7)Ni_(0.2)Co_(0.1)O_(2)应用于钠离子电池正极时展现出较大的吸引力和应用前景.