胡勇胜JMCA:抑制P2型铁基钠离子电池正极材料的电压衰降

Mr. Citric

2018-09-25

  含Fe、Mn等元素正极材料的可充钠离子电池是未来大规模储能设备的有力竞争者。然而，P2型铁基正极材料在电池工作过程中会经历严重的电压下降，这是Fe³⁺向相邻的四面体位点迁移造成的。在本文中，胡勇胜研究员等制备了两种Cu元素掺杂的铁基层状氧化物正极材料Na_0.7[Cu_0.15Fe_0.3Mn_0.55]O₂ 和 Na_0.7[Cu_0.2Fe_0.2Mn_0.6]O₂。他们利用原位XRD、X射线PDF、软硬X射线吸收光谱等手段发现，铁基层状氧化物正极材料的电压下降是由动力学原因造成的。动态相变可由更高的截止电压而引发，同时部分不可逆的Fe迁移也会造成电压下降。通过向晶格中掺入过量的Cu元素，可以在保持材料晶体结构稳定性的同时抑制Fe的不可逆迁移。此外，Cu元素的引入还会通过过渡金属元素与配位氧原子之间的关联带来额外的容量，因而补偿了惰性非纯相掺杂造成的容量损失。

Shuyin Xu, Jinpeng Wu et al, Suppressing the Voltage Decay of Low-Cost P2-Type Iron Based

Cathode Materials for Sodium-ion Batteries

http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2018/TA/C8TA07933A#!divAbstract