摘要
锂资源日渐匮乏的局限性促进了钠/钾离子电池的广泛研究,但钠/钾离子电池反应动力学差、比容量较低等问题限制了其发展。为此,本文合成了高钠离子扩散系数的Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3(LATP)和高理论比容量的NiCo2O4/NiCo2Se4,并研究了其储钠/钾性能: (1)LATP电子导电率低的缺点不利于法拉第反应进行,基本不具备电化学活性,在其表面包覆碳可显著克服这一局限性,LATP@C复合材料的电子导电率提升,可应用于钠离子电池正极材料。 (2)在LATP@C复合材料中,碳包覆量7.8%的复合材料室温下钠离子扩散系数3.32×10-8cm2s-1,钠离子扩散激活能0.179eV,电化学性能最佳:在SC、10C、20C倍率下循环1000次后容量保持率分别为99.56%、99.4%、99.4%。在20C倍率下初始放电比容量约108.9mAhg-1,从1C到20C不同倍率下容量基本保持不变。 (3)研究了核壳结构、花状球型、三维花状结构的NiCo2O4及衍生物NiCo2Se4,花状球形结构可显著提高钾离子电池负极材料的利用率和放电比容量。Se取代O可增加负极材料的电子导电能力及化学反应动力学。花状球形的NiCo2Se4在100mAg-1电流密度下初始放电比容量为751mAhg-1。