三維多孔結構磷酸釩鈉正極材料
2015年12月11日 11:1 11134次瀏覽 來源： 新材料在線 分類： 新材料前沿
相比于鋰離子電池，鈉離子電池由于鈉資源豐富、成本低廉等優點，有望在大規模電化學儲能領域（如電動汽車、智能電網等）得到廣泛應用。在眾多的鈉離子電池正極材料中，NASICON結構的磷酸釩鈉（Na3V2(PO4)3）正極材料，由于其結構穩定、工作電壓高、熱穩定性好等優點而倍受青睞。然而，該材料的電子電導率較低，限制了它的電化學性能。
針對這一問題，新加坡南洋理工大學顏清宇（Yan Qingyu）教授、Eileen Fong教授、中國科學技術大學余彥教授、安徽工業大學芮先宏教授及其研究團隊合作，通過生物化學法和冷凍干燥法設計構筑了三維多孔Na3V2(PO4)3@C/CAs和Na3V2(PO4)3@C@rGO復合正極材料，顯著提高了材料的導電性以及電化學特性。Na3V2(PO4)3@C/CAs是由納米纖維相互交織而構成的三維多孔泡沫結構，且每根納米纖維鑲嵌著許多碳包覆的Na3V2(PO4)3顆粒（100-200 nm）。三維多孔Na3V2(PO4)3@C@rGO復合材料的特征是50-200 nm碳包覆（厚度約5 nm）的Na3V2(PO4)3顆粒均勻嵌入在石墨烯基體中。這兩種獨特的三維多孔結構不僅為鈉離子和電子的存儲、傳輸提供了有效的空間和路徑，還可以有效地抑制電極材料充放電過程中的體積變化、防止其團聚，最終減少了電極材料極化和電池內阻，最終可以大大提高材料的循環穩定性和倍率性能。例如，電化學性能測試表明：Na3V2(PO4)3@C@rGO復合材料在低倍率下的可逆容量接近其理論容量（118 mA h g-1）且在循環過程中幾乎沒有容量衰減；在大倍率100 C下，可逆容量仍然能夠達到86 mA h g-1且經過10000次循環之后維持在55 mA h g-1左右。相關結果發表在ACS Nano（DOI: 10.1021/acsnano.5b00932）和Advanced Materials（DOI: 10.1002/adma.201502864）上。
三維多孔結構磷酸釩鈉表現出的長循環壽命和快速充放電性能，具有廣泛的應用前景。該工作也為今后高性能鈉離子電池電極材料的設計構筑提供了一種新的思路。
責任編輯：淮金
如需了解更多信息，請登錄中國有色網：hnfenyang.com了解更多信息。
中國有色網聲明：本網所有內容的版權均屬于作者或頁面內聲明的版權人。
凡注明文章來源為“中國有色金屬報”或 “中國有色網”的文章，均為中國有色網原創或者是合作機構授權同意發布的文章。
如需轉載，轉載方必須與中國有色網（ 郵件：cnmn@cnmn.com.cn 或 電話：010-63971479）聯系，簽署授權協議，取得轉載授權；
凡本網注明“來源：“XXX（非中國有色網或非中國有色金屬報）”的文章，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不構成投資建議，僅供讀者參考。
若據本文章操作，所有后果讀者自負，中國有色網概不負任何責任。
