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目前,锂离子电池因为高能量密度,高功率密度,长循环寿命等特点被密切关注并且在新能源电动汽车和便携式电子设备市场中占主导地位。然而锂源储量有限,且分布不均匀,严重阻碍了锂离子电池在大规模储能方面的发展。钠离子电池由于钠源储量丰富,成本低廉并且与锂离子电池具有类似的工作原理,有望成为大规模储能发展的重要方向。在各种正极材料中最具吸引力的是钠快离子导体(NASICON)型的聚阴离子化合物,因为这种三维开放的骨架能够形成大量的间隙,利于Na+的快速脱嵌,产生很小的晶格应变。其中,菱方相Na3V2(PO4)3是一种非常值得研究的NASICON结构的聚阴离子化合物,具备稳定的电化学平台,并且在高、低工作电压下均表现出良好的Na+存储性能等优点。然而,较低的电子导电性限制了其倍率性能和长循环寿命,也影响了未来在大规模储能方面的应用。近年来,在Na3V2(PO4)3制备及改性方面取得的进展,主要包括开发Na3V2(PO4)3和碳包覆(复合)材料、元素掺杂以提高材料的电子导电性、设计三维多孔结构和纳米结构以增强Na+的输运等的策略。与传统利用液态电解质的电池相比,全固态电池使用的是不可燃的、热稳定性和机械稳定性良好的固态电解质,能够抑制金属枝晶的形成,可以提供更好的安全性能和更高的能量密度,因此全固态电池将成为下一代离子电池发展的重要方向,全固态钠离子电池由于丰富的钠资源而更具有发展潜力。但是,有研究发现,正极材料和固态电解质存在界面接触性不良的问题,导致正极材料的可逆容量降低以及容量快速衰减。因此,全固态钠离子电池被寄予电化学储能技术未来发展的厚望。基于此背景,本论文将NASICON型材料作为表面修饰物,直接包覆在正极材料的表面,在不破坏本体材料的三维骨架的同时改善材料的动力学行为,也为解决固态电解质和正极材料的界面接触兼容性的问题提供一个可行的思路。具体的研究内容:1.选用NASICON型材料Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3对Na3V2(PO4)3低温退火的前驱物进行表面修饰,通过一次高温煅烧处理,使表面修饰物Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3和正极材料同时结晶,实现包覆掺杂一体化。通过XRD、SEM、TEM和XPS测试不同含量Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3表面修饰后Na3V2(PO4)3/C形貌和结构的变化,结果表明Li+,Al3+,Ti4+掺杂并未改变本体材料的结构。通过恒电流充放电、倍率和循环伏安测试分析改性后Na3V2(PO4)3/C的动力学性能和电化学性能,其中0.2 wt.%包覆含量的材料的电化学性能最优。通过交流阻抗谱(EIS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及差示扫描量热法(DSC)测试探究了表面修饰后Na3V2(PO4)3/C电极材料的热安全性和改性机理。2.选用NASICON型固态电解质材料Na3Zr2Si2PO12对正极材料Na3V2(PO4)3低温退火的前驱物进行表面修饰,通过一次高温煅烧处理,使Na3Zr2Si2PO12固态电解质材料包覆在正极材料表面,改善正极材料和电解质之间的界面兼容性。通过XRD、SEM、TEM和XPS测试不同含量Na3Zr2Si2PO12表面修饰后Na3V2(PO4)3/C结构和形貌的变化。通过恒电流充放电、倍率和循环伏安测试分析改性后的Na3V2(PO4)3/C正极材料的动力学性能和电化学性能,其中2 wt.%包覆含量的正极材料的电化学性能最优。通过EIS、FTIR及DSC测试探究了表面修饰后电极材料的热安全性和改性机理。