超聲-溶液燃燒合成鈉離子電池正極Na3V2(PO4)3-C復(fù)合材料的研究.pdf

1、具有鈉快離子導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的Na3V2(PO4)3因其具有較高的離子遷移率、較高的電壓平臺(tái)和較高的儲(chǔ)能容量而被作為鈉離子電池正極材料的優(yōu)選材料。溶液燃燒合成技術(shù)是一種制備納米晶/細(xì)晶材料的常用技術(shù)。但傳統(tǒng)溶液燃燒合成的Na3V2(PO4)3還存在顆粒團(tuán)聚嚴(yán)重、形貌結(jié)構(gòu)難以控制等不足之處。針對(duì)上述難題，本文利用超聲能加速和控制物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)、改善合成材料微觀形貌等特點(diǎn)，提出將超聲與溶液燃燒合成結(jié)合起來這樣一種新技術(shù)，初步探索了超聲在溶液燃燒合成

2、Na3V2(PO4)3/C復(fù)合材料中的作用和效果，研究了超聲對(duì)溶液燃燒的合成過程的影響，并研究了關(guān)鍵工藝參數(shù)對(duì)Na3V2(PO4)3/C和Na3V2(PO4)3/C/G結(jié)構(gòu)、形貌及電化學(xué)性能的影響。
　　研究結(jié)果表明，采用超聲-溶液燃燒合成技術(shù)可制備出三維多孔的Na3V2(PO4)3/C復(fù)合材料，其孔尺寸約為1μm。該復(fù)合材料具有高的比容量，在0.1C下為118mAhg-1；良好的循環(huán)穩(wěn)定性，在0.2C下循環(huán)120次后比容量為初始

3、容量的93.8％；良好的倍率性能，在2C下，比容量為85.3mAhg-1。
　　通過對(duì)超聲-溶液燃燒合成不同階段的產(chǎn)物的分析表明，超聲未改變?nèi)芤喝紵铣蒒a3V2(PO4)3的形成過程，但超聲在前驅(qū)體溶液中引入了大量的空化泡，并且由于超聲的力學(xué)效應(yīng)和空化泡崩潰時(shí)產(chǎn)生的沖擊波和微射流會(huì)形成強(qiáng)烈的機(jī)械攪拌，有助于消除硝酸鹽和檸檬酸分解形成的大氣泡，可獲得一種均勻的由介孔構(gòu)成的蜂窩結(jié)構(gòu)。
　　采用超聲-溶液燃燒合成技術(shù)成功制備出了

4、Na3V2(PO4)3/C/G復(fù)合材料，Na3V2(PO4)3顆粒表面首先包覆一層無定形C，再包覆一層石墨烯。且隨著石墨烯含量的增加，材料由三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槠瑺罱Y(jié)構(gòu)。通過優(yōu)化石墨烯含量（GO=5wt%）和C6H8O7含量（Φ=0.8），可獲得具有良好電化學(xué)性能的Na3V2(PO4)3/C/G復(fù)合材料，在0.5C的倍率下放電，初始比容量有120.7mAhg-1，1C的倍率下進(jìn)行充放電，初始比容量有117.5mAhg-1，循環(huán)300圈后