钾掺杂对钒酸钠纳米片储钠性能的影响

通过水热-热处理方法首次制备了K+离子掺杂的钒酸钠(Na5V12O32)正极材料,对样品进行了TEM、XRD和XPS表征,详细研究了钾掺杂量对样品的结构和储钠性能的影响规律.TEM照片显示,合成的材料具有纳米片形貌.XRD/XPS谱图分析表明,K+离子掺杂在钒酸钠晶体的层间.恒流充放电测结果显示,当1 mol Na5V12O32掺杂0.118 mol K^+离子时,得到的Na5K0.118V12O32样品具有最佳的电化学性能:在1.5~4.0 V范围内,经过几次活化后,其于0.1C、0.2C、0.5C、1C、3C和10C倍率下的最大放电容量分别为169、160、148、132、98和69 mAh·g^-1;3C循环1000次后容量保持率为93.0%.研究结果表明,层间掺杂的K+离子不仅扩大了Na5V12O32晶体的层间距,而且稳定了晶体的结构,从而显著改善了Na5V12O32材料的倍率性能和循环性能.研究结果证明,适量K+离子掺杂的Na5K0.118V12O32纳米片有望发展为一种新型钠离子电池正极材料.