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罗谢尔盐掺杂对合成锰系氧化物正极材料结构演化及电化学性能的影响

罗谢尔盐、锰系氧化物、正极材料

一：摘要

层状过渡金属氧化物是钠离子电池正极材料的重要组成部分，其中Na_0.44MnO₂是一种非常有前景的钠离子电池正极材料。本文通过罗谢尔盐掺杂开发了一种原材料便宜，制备简单的固相法，合成尺寸约为200 nm的纳米棒。在本工作中，我们研究了不同比例罗谢尔盐的掺杂对Na_0.44MnO₂制备的影响，对不同掺杂比例合成的NKMO纳米棒SIB的电化学性能进行了深入研究。其中，NKMO-5纳米棒的正极材料性能优于NKMO-0、NKMO-10以及NKMO-20三种材料。NKMO-5具有较高的放电容量(在电流密度20mA g-1下，放电比容量约143.6 mAh g-1)、良好的循环稳定性(在电流密度为100 mA g-1的情况下，循环100次后可达到97.6%)和优异的倍率性能。NKMO-5具有优越的电化学性能主要是由于其K离子和钠离子协同作用及均匀的形貌和优良的结晶度。GITT测试可以证明适量罗谢尔盐的掺杂可以提高钠离子的扩散速率，这导致了更好的电化学性能。此外，微量K+的加入，有助于稳定材料的结构，提升循环稳定性，并为更多的钠离子脱嵌具有积极的促进作用。