Sb掺杂O3型Na_(0.9)Ni_(0.5)Mn_(0.3)Ti_(0.2)O_(2)钠离子电池正极材料

作     者：孔国强 冷明哲 周战荣 夏池 沈晓芳 KONG Guoqiang;LENG Mingzhe;ZHOU Zhanrong;XIA Chi;SHEN Xiaofang

作者机构：山东非金属材料研究所济南250031 火箭军工程大学基础部西安710025 

出 版 物：《无机材料学报》 (Journal of Inorganic Materials)

年 卷 期：2023年第38卷第6期

页      面：656-662,I0005,I0006页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：山东省重点研发计划(2018JMRH0211) 济南市创新团队项目(2021GXRC041) 

主　　题：Sb掺杂 O3型 正极材料 固相法 宽电压 钠离子电池 

摘      要：提高钠离子电池正极材料的循环稳定性和比容量是实现其广泛应用的关键,基于引入特定杂元素可优化正极材料结构稳定性和比容量的策略,本研究采用便捷的固相反应法制备O3-Na_(0.9)Ni_(0.5)Mn_(0.3)Ti_(0.2)O_(2)(NMTSb_(x),x=0,0.02,0.04,0.06)系列层状氧化物正极材料,对比研究了Sb掺杂对Na_(0.9)Ni_(0.5)Mn_(0.3)Ti_(0.2)O_(2)正极材料储钠性能的影响。测试结果表明,引入Sb后过渡金属层中氧原子之间的静电斥力减小,晶格间距扩大,有利于Na^(+)的脱嵌。且掺杂Sb所造成的强电子离域降低了整个系统的能量,获得了更有利于循环充放电的稳定性结构。在2.0~4.2 V测试范围下,未掺杂的NMTSb_(0)在1C(240mA·g^(-1))倍率下初始放电比容量为122.8mAh·g^(-1),200圈循环后容量保持率仅为41.5%,掺杂后的NMTSb_(0.04)在1C倍率下初始放电比容量达到135.2 mAh·g^(-1),200圈循环后容量保持率为70%,掺杂后材料的放电容量明显提高,循环寿命显著延长。本研究有助于推动钠离子电池的进一步发展。