纳米花状VO2(B)/V2CTx复合材料的制备及其储钠性能研究

序号:593 赛区:京津冀赛区 得票数:3


在现如今高速发展的社会,能源是维持社会运转的基础,一次能源的不可再生性不断地引起各国家和地区的恐慌。如何深入贯彻可持续发展的思想,从根本上解决“能源恐慌”是储能领域的难题之一。钠离子电池因其原材料储量丰富、安全性高等特点,被认为是锂离子电池的一种重要替补技术。在钠离子电池的研究过程中,探索环境友好、电化学性能优异的负极材料是非常重要的。钒价态繁多、地表储量大、价格也保持稳定,钒基负极材料受到研究人员的广泛关注。其中,钒基金属氧化物大多为层状结构,可以容许离子半径较大的钠离子在其中快速传输与稳定存储。 本项目通过实验设计了一种纳米花状的VO2(B)/V2CTx复合材料,并研究了其作为钠离子电池负极材料的储钠性能。V2CTx材料具有高导电性、高比表面积特点,以其为模板制备的复合材料构建了快速导电网络结构,促进了离子在活性材料之间的快速传输,改善了材料的电化学性能。纳米花状VO2(B)/V2CTx复合材料作为钠离子电池负极在100 mA g-1的电流密度下,首次放电比容量达458.64 mAh g-1,充放电循环100周仍然有270.08 mAh g-1的可逆放电比容量,相较于未复合前提高约25.21 %;同时,在经过0.1、0.2、0.4、0.8、1.6 A g-1的电流密度充放电后,恢复至0.1 A g-1小电流密度时容量恢复率高达96.13 %,展现出优异的循环性能和倍率性能。 本项目设计的新型钠离子电池负极材料因其低成本,无毒,良好的环境友好型以及较高的电化学性能,未来在基站电源、智能家居UPS、低速电动自行车等场景,以及深海勘探、航空航天技术和军事装备等领域具有广阔的市场应用前景以及较高的研究意义。