期刊信息
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  • 上海市科学技术协会
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  • 主    编:
  • 刘平
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  • 国际标准刊号:
  • 2096-2983
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  • 31-2125/TF
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  • 定    价:
  • 60.00
黄帅,王奥予,高毓洋,袁涛.Mn位Ce取代的NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2钠离子电池正极材料的合成与电化学性能研究[J].有色金属材料与工程,2025,46(2):27-34.
Mn位Ce取代的NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2钠离子电池正极材料的合成与电化学性能研究
Synthesis and electrochemical performance study of NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2 sodium-ion battery cathode material with Mn site substituted by Ce
  
DOI:10.13258/j.cnki.nmme.20240312001
中文关键词:  钠离子电池  层状氧化物正极  O3-NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2  Mn位Ce取代
英文关键词:sodium ion batteries  layer oxide cathode  O3-NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2  Mn site substituted by Ce
基金项目:国家自然科学基金资助项目(22379096)
作者单位E-mail
黄帅 上海理工大学 材料与化学学院,上海 200093  
王奥予 上海理工大学 材料与化学学院,上海 200093  
高毓洋 上海理工大学 材料与化学学院,上海 200093  
袁涛 上海理工大学 材料与化学学院,上海 200093 yuantao@usst.edu.cn 
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中文摘要:
      O3型NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2因其成本低、理论比容量高和易于合成的优点而被认为是最具前景的钠离子电池正极材料之一,然而其循环稳定性差仍然是一个需要解决的主要问题。研究将Ce取代样品晶格中的Mn,发现,较大半径的Ce4+在结构中起到支撑作用,可以阻碍样品在充放电过程中过渡金属层的层间滑移,增强结构稳定性,并提供更宽的Na+传输通道,提高材料的Na+扩散效率、改善材料在充放电过程中的结构可逆性,实现循环稳定性和倍率性能的提高。经过改性的NaNi1/3Fe1/3Mn1/3-0.0075Ce0.0075O2,当电压为2.0~4.2 V时,在0.2 C倍率下表现出可观的可逆比容量,达到155.9 mA·h/g,在1.0 C倍率下循环100圈后的容量保持率可达73.5%。
英文摘要:
      O3-type NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2 is considered as one of the most promising cathode materials for sodium-ion batteries due to its low cost, high theoretical capacity and ease of synthesis. However, its poor cycling stability remains a major issue that needs to be addressed. Ce was incorporated into the sample lattice in the Mn site, and it was found that the large ionic radius of Ce4+ played a supportive role in the structure, hindered the interlayer slip of transition metal layer during the charge-discharge process, this enhanced the structural stability and provided a wider Na+ transport channel, improved the Na+ diffusion efficiency and the structural reversibility during the charge-discharge process, achieving improved cycling stability and rate performance. The modified NaNi1/3Fe1/3Mn1/3-0.0075Ce0.0075O2 showed considerable reversible capacity of 155.9 mA·h/g at a rate of 0.2 C within a voltage range of 2.0 V to 4.2 V, and the capacity retention rate was up to 73.5% after 100 cycles at a rate of 1.0 C.
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