新型离子交换法制备具有高倍率和高强度钠离子存储性能的本征赝电容正极材料Na_(0.44)MnO_(2)

作     者：曹宇舸 肖美静 董武杰 蔡天逊 毕辉 黄富强 Yuge Cao;Meijing Xiao;Wujie Dong;Tianxun Cai;Hui Bi;Fuqiang Huang

作者机构：State Key Laboratory of High-Performance Ceramics and Superfine MicrostructuresShanghai Institute of CeramicsChinese Academy of SciencesShanghai 200050China Beijing National Laboratory for Molecular Sciences and State Key Laboratory of Rare Earth Materials Chemistry and ApplicationsCollege of Chemistry and Molecular EngineeringPeking UniversityBeijing 100871China 

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10期

页      面：3810-3816页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：supported by the National Natural Science Foundation of China(52202327 and 51972326) the Science and Technology Commission of Shanghai Municipality(22ZR1471300) the Program of Shanghai Academic Research Leader(22XD1424300)。 

主　　题：Na_(0.44)MnO_(2)cathode sodium-ion battery high rate capability ion exchange 

摘      要：钠离子电池因其成本低、资源丰富等优点而成为新一代储能设备.在各种正极中,隧道型Na_(0.44)MnO_(2)因其较大的Na^(+)通道,被认为是快速充电电池的合适正极材料,但仍然存在Na^(+)动力学缓慢等问题.本文首次提出了一种Na_(0.44)MnO_(2)的新型离子交换方法,通过调节合成条件,可以很好地控制K^(+)残余量和Na_(0.44)MnO_(2)的尺寸.结果表明,Na_(0.44)MnO_(2)结构中的残留K^(+)扩大了Na^(+)的输运通道,小颗粒形貌缩短了Na^(+)的迁移距离,且晶体中的带状缺陷界面进一步加速了Na^(+)的输运.获得的Na_(0.44)MnO_(2)具有本征赝电容特性,在2-4 V和20 C电流下有79.0 mA h g^(-1)的优异倍率性能.长期循环测试表明,20 C下1000次循环的保持率为98.1%,0.5 C下200次循环的保持率为96.3%.本工作为用于快速充电储能装置的高倍率、高稳定性Na_(0.44)MnO_(2)正极的大规模生产提供了一条新途径.