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钠离子电池正极材料介绍
来源: | 作者:tuorde | 发布时间: 2018-08-18 | 460 次浏览 | 分享到:
基于材料成本的考量,铁锰基材料由于其地壳储量巨大,廉价易得,因此具有极其重要的?#33455;考?#20540;和工业应用前景。聚阴离子型材料与其他类型材料相比,具有循环稳定性好,?#20219;?#23450;性佳等优点,但因其较低的电子电导率,?#35782;?#20854;进一步的碳修饰及碳骨架设计是提升其电化学性能的重要一环。


因此,高能量密度铁基聚阴离子型正极材料近年来受到?#33455;空?#30340;广泛关注。Na2Fe2(SO4)3作为一种优异的低成本铁基正极材料,具有在聚阴离子型材料中罕见的高达3.8V的可逆平台以及121mAh/g的理论比容量,为高能量密度打下了坚实基础。最近,澳大利亚卧龙岗大学超?#25216;?#30005;子材料?#33455;克?#30340;侴术雷教授课题组与温州大学化学与材料工程学?#21644;?#33308;教授课题组合作,通过一?#20013;?#39062;的一步冻干煅烧合成方法,将该材料与氧化石墨烯紧密复合,在钠离子电池中表现了优异的电化学性能。同时,该材料具有铁磷比可控的优势,为该类材料其他非计量比结构提出了一种简易可?#26800;?#26041;法。最后,作者也通过原位同步辐射XRD分析以及理论计算发现,该材料首圈循环的晶格会发生轻微程度的畸变,且先前认为不能脱出的钠原子也存在深度?#20122;?#30340;可能。


材料的合成方法及精修结果如图1所示。通过快速冷?#24120;?#21069;驱体的元素分布均匀,?#20197;?#20808;分散好的氧化石墨烯可以提供同步的碳骨架网络。结果表明,煅烧后所得材料具有C2/c空间?#28023;?#19988;无FeO,Fe2O3或Fe3O4等杂相检测出。高达3.8V的可逆充放电电压主要由共边的[Fe2O10]二聚体结构提供,且电负性高的硫元素将铁元素限制在高自旋状态,同时c轴方向的钠离子通道方便钠原子快速的扩散。
  
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