Co掺杂对Na3V2（PO4）2F3材料结构和电化学性能的影响

作     者：高飞 杨凯 吕扬阳 赵丽娜 范茂松 刘皓 耿萌萌 张明杰 王凯丰 GAO Fei;YANG Kai;LV Yang-yang;ZHAO Li-na;FAN Mao-song;LIU Hao;GENG Meng-meng;ZHANG Ming-jie;WANG Kai-feng

作者机构：中国电力科学研究院新能源与储能运行控制国家重点实验室北京100192 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 

出 版 物：《合成材料老化与应用》 (Synthetic Materials Aging and Application)

年 卷 期：2019年第48卷第3期

页      面：54-58,22页

学科分类：07[理学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家电网有限公司科技项目“低应变型钠基长寿命层状电池材料关键技术研究”资助 

主　　题：钠离子电池 Na3V2(PO4)2F3 晶格掺杂 电化学性能 

摘      要：首次采用溶胶-凝胶法制备Co掺杂Na3V2-xCox(PO4)2F3(x=0.00,0.05,0.1,0.2)钠离子电池正极材料。使用XRD、FE-SEM、恒流充放电和交流阻抗测试分析了Co掺杂对Na3V2(PO4)2F3材料的结构和电化学性能的影响。结果表明,Co^2+取代V^3+可在Na3V2(PO4)2F3晶格内产生V^3+/4+混合电价从而提高Na3V2(PO4)2F3材料的电子电导率,具有更大离子半径的Co^2+替换V^3+可增大Na3V2(PO4)2F3晶胞体积,扩宽钠离子传输通道,从而提高其离子电导率。此外,Co掺杂可有效减小Na3V2(PO4)2F3电极的电荷转移阻抗。电化学测试结果表明,x=0.1时的Na3V1.9Co0.1(PO4)2F3电极展现出了最优异的电化学性能,0.1C时的首次放电比容量为111.3mAh·g^-1,5C时首周可逆容量为91.9mAh·g^-1,循环80次的容量保持率为70%。