一步法合成碳包覆Na_0.44MnO₂正极材料的制备及电化学性能

摘要

以MnCO₃为锰源,Na₃C₆H₅O₇·2H₂O为碳源和钠源,采用一步固相法制备碳包覆Na_0.44MnO₂（NMO/C）正极材料,对材料的晶体结构、微观组织形貌进行表征分析,探究Na₃C₆H₅O₇·2H₂O和Na₂CO₃对Na_0.44MnO₂晶体结构的影响;采用NMO/C组装纽扣电池进行循环伏安和首圈充放电测试,探究NMO/C材料的电化学性能。结果表明:NMO/C材料具有三维隧道结构,空间群为Pbam,形貌为长棒状,且表面均匀包覆一层2～3 nm的碳层;NMO/C正极材料表现出比较优异的长循环寿命和倍率性能,0.5 C倍率下的首圈放电比容量为113.1 mAh·g^-1,循环1 000圈后的放电比容量仍有74.1 mAh·g^-1,容量保持率为65.5%;0.1,0.2,0.5,1.0,2.0 C倍率下的放电比容量分别为121.1,115.7,113.4,110.3,103.9 mAh·g^-1,这是由于碳包覆层不仅可提高Na_0.44MnO₂正极材料的导电性,还可阻碍其与电解液直接接触,抑制Mn³⁺的溶解,致使NMO/C材料表现出优异的电化学性能。

关键词

钠离子电池 / Na＿(0.44)MnO＿2 / 三维隧道结构 / 碳包覆 / 电化学性能