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钠源对P2型Na_(2/3)Fe_(1/2)Mn_(1/2)O_(2)性能的影响
1
作者 陈国文 王畅 +1 位作者 杨程响 石斌 《电池》 北大核心 2025年第4期691-698,共8页
P2型钠离子电池的层状金属氧化物Na_(2/3)Fe_(1/2)Mn_(1/2)O_(2)(FM)具有合成工艺简便、比容量高、成本低及循环稳定性较好等特点。以NaOH、CH_(3)COONa和Na_(2)CO_(3)作为固相烧结的钠源,合成FM正极材料,利用XRD、SEM、能量色散谱(EDS... P2型钠离子电池的层状金属氧化物Na_(2/3)Fe_(1/2)Mn_(1/2)O_(2)(FM)具有合成工艺简便、比容量高、成本低及循环稳定性较好等特点。以NaOH、CH_(3)COONa和Na_(2)CO_(3)作为固相烧结的钠源,合成FM正极材料,利用XRD、SEM、能量色散谱(EDS)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)等,探讨钠源对电化学性能的影响。以NaOH为钠源合成的材料,电化学性能较差,但倍率性能较好。以CH 3COONa为钠源合成的材料,低倍率充放电性能较好,以0.1 C倍率在1.5~4.0 V循环,放电比容量达到176.21 mAh/g,但倍率性能和循环稳定性欠佳。以Na_(2)CO_(3)为钠源合成的材料,倍率性能和循环稳定性较好,在1.5~4.0 V充放电,8.0 C倍率下具有36.90 mAh/g放电比容量;以1.0 C倍率循环100次,容量保持率为67.08%。CH_(3)COONa适合于制备低功率高容量的FM正极材料;而Na_(2)CO_(3)更适于制备高功率长循环稳定性的FM正极材料。 展开更多
关键词 钠离子电池 钠源 改性 电化学性能 p2型na_(2/3)fe_(1/2)mn_(1/2)o_(2)
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Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_(2)材料的制备及痕量ZnO包覆改性研究
2
作者 倪峻泽 尤樱樱 +3 位作者 蔡盈盈 熊千卉 陈馨语 张汉平 《化工新型材料》 北大核心 2025年第2期96-99,105,共5页
P2型层状正极材料Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_(2)具有成本较低、工作电压较高等优点,是目前钠离子电池代替铅酸电池最有希望的正极材料,但其较差的循环保持率,制约了它的实际应用与发展。采用痕量ZnO包覆对P2型层状正极材料Na_(2/3)Ni_(... P2型层状正极材料Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_(2)具有成本较低、工作电压较高等优点,是目前钠离子电池代替铅酸电池最有希望的正极材料,但其较差的循环保持率,制约了它的实际应用与发展。采用痕量ZnO包覆对P2型层状正极材料Na_(2/3)Ni_(1/3)Mn_(2/3)O_(2)(NNMO)进行痕量包覆改性。结果表明:在2.0~4.3V、2.0C的充放电条件下,NNMO和0.5 ZnO@NNMO的首圈放电比容量分别为84mAh/g、101mAh/g,100圈后NNMO保持率仅为68%,而经过ZnO改性的0.5 ZnO@NNMO保持率高达94%。与空白样品相比,0.5 ZnO@NNMO电化学性能更好,可逆性更强。这是因为即使是痕量的ZnO包覆亦能与基体材料协同作用提升材料的离子导电性。可见,痕量ZnO包覆对提升钠电池层状正极材料的实际应用性有很大作用。 展开更多
关键词 钠离子电池 层状正极材料 痕量包覆 Zno na_(2/3)Ni_(1/3)mn_(2/3)o_(2)
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无机钠源对O_(3)-NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)性能的影响 被引量：1
3
作者 谢伟超 朱贤徐 +2 位作者 吴志康 唐朝辉 李加兴 《电池》 CAS 北大核心 2024年第3期383-389,共7页
O_(3)型层状氧化物正极材料NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)具有高比容量、低成本和较高循环寿命等特点。为探究钠源对该材料电化学性能的影响,以Na2CO_(3)、NaOH、NaHCO_(3)和Na2SO4等无机钠盐为钠源,采用高温固相反应制得一系列的O_(... O_(3)型层状氧化物正极材料NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)具有高比容量、低成本和较高循环寿命等特点。为探究钠源对该材料电化学性能的影响,以Na2CO_(3)、NaOH、NaHCO_(3)和Na2SO4等无机钠盐为钠源,采用高温固相反应制得一系列的O_(3)-NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)材料,通过SEM、X射线光电子能谱(XPS)、XRD、比表面积分析等检测手段分析钠源对O_(3)-NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)材料形貌、结构和电化学性能的影响。不同钠源制备的材料均为一次颗粒聚集而成的多晶结构,平均二次粒径D50均小于5μm;以Na2CO_(3)作为钠源得到的O_(3)-NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)材料的电化学性能最佳,组装的扣式电池以0.1 C在2.0~4.0 V充放电,首次放电比容量达141.7 mAh/g、库仑效率为95.4%,以1.0 C循环100次,放电比容量从137.2 mAh/g降低至114.3 mAh/g,容量保持率为83.3%。 展开更多
关键词 钠离子电池 无机钠源 naNi_(1/3)fe_(1/3)mn_(1/3)o_(2) 正极材料 电化学性能
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多晶材料NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)的合成与性能
4
作者 王洪波 张亚兰 +2 位作者 张佳怡 马大千 张天然 《电池》 CAS 北大核心 2024年第5期612-616,共5页
在未来储能市场和低速车领域,钠离子电池前景广泛,正极材料的选择很关键。采用共沉淀法并结合高温烧结制备层状氧化物NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)(NFM333),借助XRD、SEM和恒流充放电等方法,分析NFM333材料的结构、形貌和电化学性能... 在未来储能市场和低速车领域,钠离子电池前景广泛,正极材料的选择很关键。采用共沉淀法并结合高温烧结制备层状氧化物NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)(NFM333),借助XRD、SEM和恒流充放电等方法,分析NFM333材料的结构、形貌和电化学性能。NFM333材料为典型的O3结构,呈现多晶特征,作为钠离子电池正极具有较高的比容量、良好的倍率性能和稳定的循环性能。材料以0.3C在2.0~4.0 V充放电,-20℃、-30℃和-40℃下的放电比容量分别为20℃下的85.55%、72.88%和45.19%。循环伏安(CV)测试发现,较好的电化学性能归因于较高的离子扩散速率和良好的离子迁移动力学。 展开更多
关键词 钠离子电池 naNi_(1/3)fe_(1/3)mn_(1/3)o_(2)(NFM333) 多晶材料 共沉淀法
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B_(2)O_(3)包覆NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)正极材料制备及其电化学性能 被引量：5
5
作者 郭凯强 车海英 +7 位作者 张浩然 廖建平 周煌 张云龙 陈航达 申展 刘海梅 马紫峰 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2980-2988,共9页
O3型层状氧化物正极材料NaNi_(1/3)Mn_(1/3)Fe_(1/3)O_(2)具有高比容量、低成本和环境友好性等优点,被认为是最有前途的钠离子电池正极材料之一,但在充放电过程中会发生一系列复杂的相变,导致电化学性能较差。本研究报道了一种协同改性... O3型层状氧化物正极材料NaNi_(1/3)Mn_(1/3)Fe_(1/3)O_(2)具有高比容量、低成本和环境友好性等优点,被认为是最有前途的钠离子电池正极材料之一,但在充放电过程中会发生一系列复杂的相变,导致电化学性能较差。本研究报道了一种协同改性方法,以同时提高NaNi_(1/3)Mn_(1/3)Fe_(1/3)O_(2)正极材料的循环稳定性和倍率性能。通过将硼酸粉末和正极材料固相球磨混匀后低温煅烧,在NaNi_(1/3)Mn_(1/3)Fe_(1/3)O_(2)正极材料表面包覆纳米非金属氧化物B_(2)O_(3)。借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微技术(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电化学技术等测试手段,对比分析不同包覆量和原材料的形貌和电化学性能,筛选得到最优包覆量为2%(质量分数,余同)。该方法实现了B_(2)O_(3)的均匀包覆,并且没有改变NaNi_(1/3)Mn_(1/3)Fe_(1/3)O_(2)正极材料的晶体结构。通过电化学性能测试表明2%B_(2)O_(3)包覆材料在1 C倍率下循环200圈容量保持率从78%提升至87%。同时,2%B_(2)O_(3)包覆材料的高倍率性能也得到了改善,10 C高倍率下放电比容量从75 mAh/g提升至99 mAh/g。结果表明,这是一种有效且可靠的表面改性策略,可以增强钠离子电池层状氧化物正极材料的电化学性能。 展开更多
关键词 硼酸 B_(2)o_(3)包覆 层状氧化物 钠离子电池 naNi_(1/3)fe_(1/3)mn_(1/3)o_(2)正极材料
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Sn掺杂NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3-x)Sn_(x)O_(2)正极材料制备及其电化学性能 被引量：1
6
作者 张浩然 车海英 +7 位作者 郭凯强 申展 张云龙 陈航达 周煌 廖建平 刘海梅 马紫峰 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1874-1882,共9页
O_(3)型NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)材料因兼具高容量特性和稳定的结构,已被认为是率先进入产业化的层状结构过渡金属氧化物正极材料之一。然而,该过渡金属氧化物正极材料的循环稳定性及倍率性能有待进一步提高。本工作制备一种Sn... O_(3)型NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)材料因兼具高容量特性和稳定的结构,已被认为是率先进入产业化的层状结构过渡金属氧化物正极材料之一。然而,该过渡金属氧化物正极材料的循环稳定性及倍率性能有待进一步提高。本工作制备一种Sn掺杂NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3-x)Sn_(x)O_(2)正极材料。结构表征发现,适量的Sn掺杂不改变NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)材料的R3m空间群O_(3)型层状结构,同时Sn取代部分Mn可使层间距增大,增强Na^(+)扩散能力,减少嵌/脱钠过程对结构的破坏,但会使TM—O键长收缩,从而增强过渡金属层的结构稳定性。TEM测试表明,Sn掺杂的NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)材料呈现出更完善的层状晶格结构,这在一定程度上抑制了晶格畸变。同时,Sn掺杂可提高正极材料的氧化还原反应可逆性,并可能减少有利相变P相的损失。电化学性能测试表明,当Sn掺杂计量比为0.02时的NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3-0.02)Sn_(0.02)O_(2)材料电化学性能最佳。在2~4 V充放电区间下,0.2 C倍率电流首次放电比容量为139.1 mAh/g。在8 C倍率下放电比容量达110.5 mAh/g、200圈循环后的容量保持率为80.1%。本研究揭示了Sn的作用机理,对设计高倍率性能和高循环稳定性的正极材料具有一定普遍意义。 展开更多
关键词 钠离子电池 naNi_(1/3)fe_(1/3)mn_(1/3)o_(2)正极材料 Sn掺杂 层状结构过渡金属氧化物
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Mg-Li共掺杂优化钠离子电池正极材料P2-Na_(0.67)Ni_(0.33)Mn_(0.67)O_(2)的电化学性能
7
作者 陈言 沈培智 +1 位作者 白志钟 赵红利 《现代化工》 2025年第10期240-246,共7页
采用液相沉淀-高温烧结法制备P2-Na_(0.67)Ni_(0.33)Mn_(0.67)O_(2)及其Mg-Li共掺杂样品Na_(0.67)Ni_(0.26-x-y)Mg_(x)Li_(y)Mn_(0.67)O_(2)(x=0.05~0.07,y=0.03~0.05)。实验结果表明,Na_(0.67)Ni_(0.22)Mg_(0.07)Li_(0.04)Mn_(0.67)O_... 采用液相沉淀-高温烧结法制备P2-Na_(0.67)Ni_(0.33)Mn_(0.67)O_(2)及其Mg-Li共掺杂样品Na_(0.67)Ni_(0.26-x-y)Mg_(x)Li_(y)Mn_(0.67)O_(2)(x=0.05~0.07,y=0.03~0.05)。实验结果表明,Na_(0.67)Ni_(0.22)Mg_(0.07)Li_(0.04)Mn_(0.67)O_(2)表现出高比容量、良好的循环稳定性以及优异的倍率性能。在1 C下,放电比容量达130.1 mAh/g,经过200次充放电,容量保持率为77.2%。此外,利用恒电流间歇滴定技术、电化学阻抗以及非原位X射线衍射技术,深入探讨了其在充放电过程中的电化学反应机制。 展开更多
关键词 钠离子电池 层状氧化物正极材料 Mg-Li共掺杂 p2-na_(2/3)Ni_(1/3)mn_(2/3)o_(2)
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钠离子电池层状氧化物正极材料的表界面修饰改性及其产气抑制效应 被引量：1
8
作者 朱晓天 黄方鼎 +1 位作者 朱文昌 赵建庆 《无机化学学报》 北大核心 2025年第2期254-266,共13页
基于原子层沉积技术(ALD)制备TiO_(2)和Al_(2)O_(3)纳米层并结合高温热处理优化工艺,研究了异质氧化物双层表面包覆和晶格内双阳离子梯度掺杂的2种表界面修饰法对NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)(NFM)正极材料电化学储钠性能和热稳定... 基于原子层沉积技术(ALD)制备TiO_(2)和Al_(2)O_(3)纳米层并结合高温热处理优化工艺,研究了异质氧化物双层表面包覆和晶格内双阳离子梯度掺杂的2种表界面修饰法对NaNi_(1/3)Fe_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)(NFM)正极材料电化学储钠性能和热稳定性的提升作用,以及其产气抑制效应。结果表明,在2.0~4.0V(vsNa/Na+)工作电压和1C(120mA·g^(-1))电流密度下,当容量达到第2次循环容量的60%时,经表面包覆的NFM@TiO2(10)@Al2O3(10)和表层晶格掺杂的NFM#Ti(35)#Al(10)正极材料(括号中数字对应ALD沉积的次数)分别能够循环319和358次,显著优于未修饰NFM材料(250次),同时通过差示扫描量热法(DSC)测得的热失控温度分别提升了6.1和9.7℃。原位差分电化学质谱(DEMS)测试表明,表面包覆显著抑制了H2等主要气体成分的形成,而晶格掺杂避免了电解液的二次分解,这可能是由于电解液质子化和高电压下氧化分解等有害副反应的减少。 展开更多
关键词 naNi_(1/3)fe1/3mn_(1/3)o_(2) 原子层沉积 Tio_(2)@Al_(2)o_(3)双层包覆 双阳离子共掺杂 原位产气机理 原位差分电化学质谱
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