钠离子电池新型Cu基隧道型氧化物正极材料研究
本文关键词:钠离子电池新型Cu基隧道型氧化物正极材料研究 出处:《化学学报》2017年02期 论文类型:期刊论文
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【摘要】:成本较为低廉的钠离子电池成为储能领域的新秀,备受关注.以Na_2CO_3,CuO,Fe_2O_3,MnO_2和TiO_2为原料,通过简单的固相反应法合成了一系列新型Cu基隧道结构化合物.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学性能测试对所得样品的结构、形貌以及电化学性能进行了表征.XRD结果表明材料结构与Na_(0.44)MnO_2一样为隧道结构,空间群为pbam.室温下的电化学性能测试表明Mn替代的样品在1.5~4.1 V的范围内表现出了90 mAh/g的比容量,循环稳定,倍率性能较好,1C容量保持率仍为74%.XPS结果验证了Cu在充放电过程中参与了变价.原位XRD结果表明Na_(0.66)Cu_(0.17)Mn_(0.33)Ti_(0.5)O_2电极材料在1.5~4.1 V的范围内可以保持稳定的隧道型结构.本工作首次报道了Cu在隧道型结构材料中的变价行为,为进一步设计隧道结构的材料以及钠离子电池正极材料提供新思路.
[Abstract]:Low-cost sodium ion batteries have become a new energy storage field, attracting much attention. Using the Na2CO3C / C / CuOO / Fe2OO / TiO_2 as raw materials. A series of novel Cu-based tunneling structure compounds were synthesized by a simple solid state reaction method. Scanning electron microscopy (SEM) and electrochemical performance tests were used to determine the structure of the samples. The morphology and electrochemical properties were characterized. The results of XRD showed that the structure of the material was tunnel structure as well as that of Na_(0.44)MnO_2. The electrochemical properties of the samples with space group pbam. at room temperature showed that the mn substituted samples showed 90 mAh/g specific capacity and stable cycling in the range of 1.5 ~ 4. 1 V. The performance of the rate is better. 1C capacity retention rate is still 74. XPS results verify that Cu is involved in the charge and discharge process. In situ XRD results show that NaSZ 0.66 CuStamp 0.17 mNSP (. 0.33 Titiao 0.5). The O _ 2 electrode material can maintain a stable tunneling structure in the range of 1.5 ~ 4.1 V. in this work, the variable valence behavior of Cu in the tunnel structure is reported for the first time. It provides a new idea for the further design of tunneling materials and the cathode materials of sodium ion batteries.
【作者单位】: 中国科学院大学物理科学学院中国科学院物理研究所;
【基金】:国家自然科学基金(Nos.51222210和11234013) 中国科学院百人计划资助~~
【分类号】:TM912
【正文快照】: 1引言原材料价格已经大涨(碳酸锂从2015年初的4万元/吨已经涨到15万元/吨)[5~8].而且锂是一种战略资源,全球由于具备高电压、高能量密度和长循环寿命等优异分布不均衡(70%的锂分布在南美洲),这使得其在大规性能,锂离子电池相关材料受到了广泛研究[1~3],并且模储能方面的发展受
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,本文编号:1402869
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