Mn位Ce取代的NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2钠离子电池正极材料的合成与电化学性能研究

O3型NaNi_1/3Fe_1/3Mn_1/3O₂因其成本低、理论比容量高和易于合成的优点而被认为是最具前景的钠离子电池正极材料之一,然而其循环稳定性差仍然是一个需要解决的主要问题。研究将Ce取代样品晶格中的Mn,发现,较大半径的Ce⁴⁺在结构中起到支撑作用,可以阻碍样品在充放电过程中过渡金属层的层间滑移,增强结构稳定性,并提供更宽的Na⁺传输通道,提高材料的Na⁺扩散效率、改善材料在充放电过程中的结构可逆性,实现循环稳定性和倍率性能的提高。经过改性的NaNi_1/3Fe_1/3Mn_1/3-0.0075Ce_0.0075O₂,当电压为2.0～4.2 V时,在0.2 C倍率下表现出可观的可逆比容量,达到155.9 mA·h/g,在1.0 C倍率下循环100圈后的容量保持率可达73.5%。