铜元素掺杂改性蜂窝层状Na_(3)Ni_(2)SbO_(6)正极材料的电化学性能

采用Cu部分替代Ni的方法对蜂窝层状Na_(3)Ni_(2)SbO_(6)正极材料进行掺杂改性,得到Na_(3)Ni_(2-x)CuxSbO_(6)(x=0、0.2、0.4、0.8)正极材料,利用X射线衍射仪和扫描电镜研究材料的形貌与结构,并测试其电化学性能。结果表明,Cu掺杂可以有效改善Na_(3)Ni_(2)SbO_(6)正极材料的循环稳定性,在0.1 C倍率下循环100圈后,Na_(3)Ni_(2)SbO_(6)的放电比容量仅为39.5 mA·h/g,而Na_(3)Ni_(1.8)Cu_(0.2)SbO_(6)材料的放电比容量达到72.3 mA·h/g。通过理论计算和实验分析发现,Cu(Ⅱ)的引入可有效缩小Na_(3)Ni_(2)SbO_(6)层状正极材料的带隙,降低Na+的扩散能垒,提高材料的电子电导和离子扩散速率,并且Cu掺杂可抑制Na_(3)Ni_(2)SbO_(6)正极材料在循环过程中发生不利相变,从而提高材料的循环稳定性和电化学性能。