论文部分内容阅读
自19世纪80年代以来，许多钠离子电池的阴极材料已被开发，如NaxMO2， NaFePO4，MF3，NaMnPO4，Na2MPO4F，Na3M2(PO4)3F（M=铁，钒，锰），V2O5， Na3V2(PO4)3，钠离子导体化合物以及有机化合物。但这些材料的局限在于Na+离子的尺寸较大，其在材料中插入/脱出困难。寻找钠离子电池阴极的合适材料成为研究界一个很大的挑战。由于Fe2(MoO4)3三维结构，Na+离子尺寸较大，但其在钠离子导体化合物结构中的插入/脱出还是比较容易和快速的。由于铁的廉价、无毒性和其开放的三维框架结构，钠离子导体化合物中的Fe2(MoO4)3已被人们作为有潜力的钠存储候选材料。但是，其循环能力差和导电率低限制其进一步的应用。 本研究主要内容包括：⑴利用固态法制备Fe2(MoO4)3/纳米银复合阴极材料。Fe2(MoO4)3/纳米银复合材料具有单斜晶结构，由于纳米尺寸银在 Fe2(MoO4)3表面形成银薄层增加Fe2(MoO4)3电导率。阴极材料在0.1C电流密度下可逆容量约为90 mAhg-1，具有良好的循环稳定性。⑵利用沉淀方法制备 Fe2(MoO4)3/碳纳米管（CNTs）纳米复合材料。碳纳米管和Fe2(MoO4)3纳米片形成交叉网络结构；Fe2(MoO4)3为单斜晶体结构，铁以多价态存在；Fe2(MoO4)3/碳纳米管纳米复合材料作为钠离子电池阴极材料具有高的比容量和良好的循环稳定性。充放电电流密度为1C，初始比容量是85mAhg-1，50次循环后仍为79.81mAhg-1。⑶通过湿化学法制备Fe2(MoO4)3/RGO纳米复合材料。Fe2(MoO4)3/RGO纳米复合材料具有较大的比表面积、优异的结构稳定性、较大的可逆容量、高库仑效率和良好的循环性等电化学性能。Fe2(MoO4)3/RGO纳米复合材料结构为Na离子扩散和电子传输提供较短的路径。充放电电流密度为1.5C，初始比容量是80.02 mAhg-1，50次循环后仍为75.92mAhg-1。⑷通过沉淀法合成Fe2-xSnx(MoO4)3化合物。Sn4+离子的存在将缺陷引入Fe2(MoO4)3结构中，可以有效提高Fe2(MoO4)3的离子电导率、容量及循环次数。作为钠离子电池的电极材料，充放电电流密度为0.5C时，Fe1.95Sn0.05(MoO4)3的放电容量为83.12mAhg-1。