高性能混合相钠离子层状负极材料Na0.65Li0.13Mg0.13Ti0.74O2

摘要

钛基层状氧化物因具有较低的成本、较好的空气稳定性和循环稳定性,以及较高的安全性等优点,被认为是一种具有潜在应用价值的室温钠离子电池负极材料.本文使用固相法首次设计并合成了一种新型P2相Na0.65Li0.13Mg0.13Ti0.74O2电极材料.通过延长烧结时间,可以制得混有正交相的样品,进一步研究发现该混合相样品具有更加优异的储钠性能.混合相样品首周可逆容量为96.3 mAh·g-1,而纯P2相仅为85.1 mAh·g-1;在1C倍率下循环400周的容量保持率为89.7％,高于P2相的84.4％,并且倍率性能显著提升(混合相样品56.6 mAh.g-1/5C vs.纯P2相样品47.1mAh·g-1/2C).该研究发现共生的两种结构能够提高材料的离子、电子传导,进而可以改善材料充放电过程中离子、电荷分布的均一性,从而提升材料的循环性能.该研究成果有助于拓展其他层状氧化物材料的研究思路,为提高钠离子电池的能量密度和循环性能提供了可行方法.