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Na-Mn-O正极材料的合成及电化学性能
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]湘潭大学化学学院,湖南湘潭411105
  • 相关基金:国家自然科学基金(50472080)资助项目
中文摘要:

以Mn(CH3COO)2·4H2O为锰源,以Na2CO3为钠源,通过溶液-凝胶法合成干凝胶前驱体,将前驱体在空气气氛中焙烧得到Na-Mn-O正极材料.并用傅立叶红外光谱(FT-IR),热重分析(TG),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),恒流充放电测试等对材料结构和性能进行研究.结果表明,600℃焙烧的样品为结构稳定的层状锰酸钠,属于六方层状P2结构,空间群为P63/mmc,通过PowderX软件计算得到其晶胞参数为a=0.284nm,c=1.116nm.Na-Mn-O正极材料在Li^+嵌入和脱出过程中,部分Na^+从层状主晶格中脱出,使得Li^+在MnO6层间的嵌/脱阻力减小(由于Na^+(0.095nm)半径比Li^+(0.076nm)大),电化学性能明显改善.在充放电电流密度为25mA·g^-1,电压在2.0-4.3V范围时,600℃焙烧的样品第二次放电容量高达176mAh·g^-1,20次循环后,容量保持率仍有90.9%.

英文摘要:

The precursor of sodium manganese oxide xerogel was prepared from Mn(CH3COO)2·4H2O and Na2CO3 solution by sol-gel method, then sodium manganese oxide cathode materials were prepared through calcinating xerogel precursors in air atmosphere. The structure and performance of as-prepared cathode materials were characterized by Flourier-infrared spectra (FT-IR), thermogravimetric analysis (TG), X-ray diffractometer (XRD), scanning electron microscope (SEM), and galvanostatic charge/discharge. The results showed that layered sodium manganese oxide with a stable phase could be obtained at a temperature of about 600 ℃, and its crystal system was hexagonal P2 structure with space group P63/mrnc. It had been found by PowderX calculation that the lattice parameters a was 0.284 nm and c was 1.116 nm. Since the radius of Na^+ (0.095 nm) was bigger than Li^+ (0.076 nm), limited removal of sodium ions from the layered host lattice could decrease the resistance of lithium insertion/deinsertion in MnO6 layers, and thus the electrochemical performance of the material could be apparently improved. The second discharge capacity of the material reached 176 mAh ·g^-1 at a rate of 25 mA ·g^-1 in the cutoff voltage range of 2.0-4.3 V, and the capacity retention was still 90.9% after 20 cycles.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781