检索结果-南通市图书馆

Ti和Cu掺杂β-NaMnO正极材料：钠离子电池的倍率和循环性能（英文）

无机材料学报 2024年

作者：周靖渝李兴宇赵晓琳王有伟宋二红刘建军中国科学院杭州高等研究院化学与材料科学学院中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超精密微结构国家重点实验室中国科学院大学材料科学与光电工程中心

钠离子电池是一种经济且环境可持续的储能电池。其中，β-NaMnO2作为很有前途的钠离子正极材料，是一种具有波纹形层状结构的锰基氧化物，因其结构坚固和相对较高的比容量而备受关注。然而，它的循环寿命短、倍率性能不佳。为了解决这... 详细信息

钠离子电池是一种经济且环境可持续的储能电池。其中，β-NaMnO2作为很有前途的钠离子正极材料，是一种具有波纹形层状结构的锰基氧化物，因其结构坚固和相对较高的比容量而备受关注。然而，它的循环寿命短、倍率性能不佳。为了解决这些问题，通过第一性原理计算和晶体轨道哈密顿布局（COHP）分析，在β-NaMnO2中掺入了可以提高材料结构稳定性的Ti原子和有利于钠离子脱出的Cu原子。β-NaMn0.8Ti0.1Cu0.1O2显示出显著的可逆比容量增长和卓越的倍率性能。在0.2C电流密度(1C=219 mA·g–1)，1.8–4.0 V的电压范围内，改性材料的初始放电容量为132 mAh·g–1。在0.2C、0.5C、1C、3C和0.2C的电流密度下进行充放电测试后，该材料仍能保持110 mAh·g–1的比容量。掺入Ti减缓了晶体结构的变化，晶格常数c/a在脱钠过程中仅有微小变化。Mn和Cu分别在3.0 V以下和3.5 V左右发生可逆氧化还原反应，在放电曲线中3.0 V以下的长平台表明Mn是电池容量的主要贡献者。本研究深入研究了改性β-NaMnO2正极材料的工作机理，为提高钠离子电池的性能提供了实验证据和理论指导。

关键词：第一性原理钠离子电池层状正极材料

来源：