高性能三元NASICON型Na3.5-xMn0.5V1.5-xZrx（PO4）3/C钠离子电池正极材料

梅建宝; 李贝; 张舒; 肖东东; 胡朴; 张更

doi:CNKI:SUN:WLHX.0.2024-12-011

物理化学学报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (12) : 15 -16. DOI: CNKI:SUN:WLHX.0.2024-12-011

高性能三元NASICON型Na_3.5-xMn_0.5V_1.5-xZr_x（PO₄）₃/C钠离子电池正极材料

梅建宝, 李贝, 张舒, 肖东东, 胡朴, 张更

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摘要

钠离子电池被广泛研究用于储能应用，但实现同时具有高能量密度、稳定性和快速充放电性能的正极材料仍然是一个关键的挑战。本研究合成了一系列NASICON型Na_3.5-xMn_0.5V_1.5-xZr_x（PO₄）₃/C材料，并掺入Mn、V和Zr元素探讨其对电化学性能的影响。通过在Mn和V的基础上引入Zr，提出一种激活V⁴⁺/V⁵⁺氧化还原反应新的策略，从而提升能量密度。此外，Zr掺入通过拓宽离子通道并产生额外的钠离子空位，显著促进钠离子迁移，增强电极反应动力学和整体性能。结果表明，Na_3.4Mn_0.5V_1.4Zr_0.1（PO₄）₃/C材料表现出优异的循环稳定性，在800次循环后保持90%的容量，并具备高倍率性能(20C时，放电比容量为84 m Ah·g^-1)，显著优于原始的Na_3.5Mn_0.5V_1.5（PO₄）₃/C材料。该研究为开发高效且可持续钠离子电池提供了有效途径。