新型钾离子电池层状正极材料P3型K_(0.5)MnO_(2)的制备及储钾性能研究

【目的】钾离子电池具有低成本和能量密度高等优势,成为锂离子电池潜在的替代品,受到人们广泛的关注。但是,由于缺乏高比容量、循环寿命长的正极材料,使得这类新型电池的发展受到了限制。【方法】采用水热前驱体法、溶胶凝胶法和草酸盐共沉淀法制备了新型钾离子电池正极材料P3型K_(0.5)MnO_(2).【结论】结果表明与其他两种方法相比,水热前驱体法制备的K_(0.5)MnO_(2)(H-K_(0.5)MnO_(2))具有粗糙的表面和较多的内部孔隙,有利于电子的传递和提供更多的活性位点。H-K_(0.5)MnO_(2)电极在电流密度20 mA/g下,首周放电比容量最高,达到85 mAh/g,60周循环后电极片的XRD和EIS测试结果表明在重复的脱嵌K^(+)后,H-K_(0.5)MnO_(2)仍保持最稳定的结构以及最小的电荷传递阻抗。储钾性能研究的结果表明在高倍率下H-K_(0.5)MnO_(2)赝电容占比最高,从而能够实现快速的可逆充放电。