锂离子电池正极材料Na_3V_2(PO_4)_2F_3的原位XRD及固体核磁共振研究  被引量:6

In situ XRD and solid state NMR characterization of Na_3V_2(PO_4)_2F_3 as cathode material for lithium-ion batteries

在线阅读下载全文

作  者:郝小罡[1] 刘子庚[1] 龚正良[2] 文闻[3] 谈时[1] 杨勇[1,2] 

机构地区:[1]厦门大学化学化工学院化学系固体表面物理化学国家重点实验室,厦门361005 [2]厦门大学能源研究院,厦门361005 [3]中国科学院上海应用物理研究所,上海201204

出  处:《中国科学:化学》2012年第1期38-46,共9页SCIENTIA SINICA Chimica

基  金:国家重点基础研究发展规划(973计划)(2007CB209702&2011CB935903);国家自然科学基金(20873115)的资助

摘  要:采用溶胶凝胶法制备Na3V2(PO4)2F3/C复合材料,该材料具有优异的电化学循环性能和倍率性能.利用电化学原位同步辐射X射线衍射(XRD)及魔角旋转固体核磁共振(MASSS-NMR)技术研究了Na3V2(PO4)2F3材料充放电过程中结构变化过程及Li/Na嵌入-脱出反应.研究结果表明,Na3V2(PO4)2F3的电极反应按嵌入-脱出反应机理进行,充放电过程中材料具有优异的结构稳定性.我们还发现Na3V2(PO4)2F3与电解液接触后与电解液中的Li+发生部分交换反应形成LixNa3-xV2(PO4)2F3.在首次充电时,Li+和结构中Na1位置的Na+共同从晶格中脱出;而首次放电过程中,Na+和Li+共同嵌入到晶格中;充放电过程中发生的是Li+和Na+的共嵌入-脱出反应.In this work,Na3V2(PO4)2F3/C composite fluorophosphate cathode material is synthesized by a sol-gel process.The as prepared material shows excellent electrochemical performance.A capacity of 125 mAh/g of the material is obtained at the current density of 150 mA/g.When cycling at the current density of 3000 mA/g,it still delivers a capacity of 110 mAh/g(88% of the initial capacity at 150 mA/g).The charging and discharging mechanism of this material is investigated by synchrotron-based in situ XRD and ex situ MAS SS-NMR.In situ XRD results indicate a single phase electrochemical delithiation/lithiation process and the material shows excellent structure stability during charge/discharge process.The ex situ MAS SS-NMR results show that Li-Na exchange happens when Na3V2(PO4)2F3 contacts with electrolyte,and the charge/discharge mechanism is:Li+ and Na+ in the Na1 site are deintercalated from the structure in the first charge process;Li+ and Na+ are co-intercalated in the structure in the following discharge process.

关 键 词:MAS SS-NMR 同步辐射原位XRD Na3V2(PO4)2F3 离子交换 锂离子电池 

分 类 号:TM912[电气工程—电力电子与电力传动]

 

参考文献:

正在载入数据...

 

二级参考文献:

正在载入数据...

 

耦合文献:

正在载入数据...

 

引证文献:

正在载入数据...

 

二级引证文献:

正在载入数据...

 

同被引文献:

正在载入数据...

 

相关期刊文献:

正在载入数据...

相关的主题
相关的作者对象
相关的机构对象