K+掺杂尖晶石型(Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)3O4高熵氧化物负极材料制备与储锂性能研究

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中文摘要：通过溶液燃烧法成功合成了一系列非活性K+掺杂的尖晶石型(KxCoCrFeMnNi)3/(5+x)O4(x=0,0.5,1,1.5)高熵氧化物锂离子电池负极材料,系统研究了K+掺杂对结构和储锂性能的影响.结果表明:随着K+掺杂量的增加,均可制备出具有单一尖晶石结构的纳米晶粉体材料,其中等摩尔K+掺杂的(K1/6Co1/6Cr1/6Fe1/6Mn1/6Ni1/6)3O4高熵氧化物负极材料具有最高的比容量、优异的循环稳定性和倍率性能.(K1/6Co1/6Cr1/6Fe1/6Mn1/6Ni1/6)3O4电极在200 mA·g-1电流密度下,首次放电比容量为1295 mA·h·g-1(首次库仑效率78％);随着循环的进行,可逆比容量先降低后增加,循环150次可逆比容量增加至1505 mA·h·g-1;即使在1000 mA·g-1大电流密度下循环500次后仍具有1402 mA·h·g-1的可逆比容量(均高于理论比容量898 mA·h·g-1).低价非活性K+的掺杂由于电荷补偿效应使晶格常数降低,但高构型熵稳定的晶体结构提高了循环稳定性;丰富的表面氧空位、较小的晶粒尺寸和介孔结构,增加了赝电容贡献率和电子/离子传输能力,从而显著提升了材料的比容量和倍率性能.

外文标题：Preparation and lithium storage performance of K+-doped spinel (Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)3O4 high-entropy oxide anode materials

作者：

王朋朋、贾洋刚、邵霞、程婕、冒爱琴、檀杰、方道来

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作者单位：

安徽工业大学材料科学与工程学院,先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室,安徽马鞍山 243032

关键词：

锂离子电池负极材料非活性K+掺杂高熵氧化物尖晶石结构纳米材料电化学动力学

基金：

安徽省自然科学基金先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室主任基金安徽省高等学校自然科学研究重点项目

项目编号：

2008085ME125GFST2022ZR08KJ2020A0268

出版年：

2022

DOI：

10.11949/0438-1157.20221116

化工学报

中国化工学会化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心

影响因子：1.26

ISSN：0438-1157

年,卷(期)：2022.73(12)

被引量2
参考文献量1