福建省功能材料及应用重点实验室成员研究成果登上化工领域国际顶刊
作者：福建省功能材料及应用重点实验室 来源：厦门理工学院
近日福建省功能材料及应用重点实验室成员“新能源技术开发及应用研究方向”文艳芬副教授和路密教授为通讯作者、研究生林春钢为第一作者的学术论文在化学工程领域国际TOP期刊《Chemical Engineering Journal》（影响因子=15.1）上发表。该成果得到福建省自然科学基金和厦门市科技局等项目资助。
该研究发现，钠离子电池因其丰富且分布均匀的钠资源受到研究者的关注，被认为是锂离子电池的理想替代者。在多种钠离子电池正极材料中，钠离子层状正极氧化物具有易于合成、成分可调、高容量密度等优势被广泛研究。其中P2和O3相结构材料研究得较多且各具优势。通过调节NaxLi0.05Mn0.55Ni0.3Cu0.075Mg0.025O2 (x=1.0, 0.85, 0.8, 0.75, 0.7) 层状氧化物中钠含量，实现了材料从O3向P2/O3相的转变，研究P2相不同占比对材料电化学性能的影响。其中P2相占比为32.3%的材料表现出良好的循环寿命和倍率性能，且原位XRD测试揭示了P2与O3相共生可以抑制O3相材料中高电压范围转变为较大体积变化的O1相和不可逆相变的产生，是复合相材料性能提高的原因。该工作揭示了O3相中耦合了P2相对于提高材料性能和结构稳定性的机制，为进一步开发高性能钠离子电池正极材料提供了指导。
图1 LCMx正极材料的SEM图和 LCM3-P2/O3-32材料的
HRTEM及其EDS图谱
图2 五种LCMx正极材料半电池的电化学性能
以及LCM3-P2/O3-32与硬碳组装的全电池的电化学性能
图3 LCM3-P2/O3-32在2.0-4.3 V电压范围内，0.2 C初始充放电循环中(a)原位
XRD等高线图、(b)原位XRD谱图、(c)Rietveld精修得到的晶格参数c的变化图
图4 P2/O3异质相提高钠离子层状氧化物结构稳定性示意图
