水热反应时间对水系锌离子电池正极材料(NH_(4))_(2)V_(4)O_(9)电化学性能的影响  被引量:1

Effect of hydrothermal reaction time on electrochemical properties of(NH_(4))_(2)V_(4)O_(9)as cathode material for aqueous zinc ion batteries

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作  者:卢超 杨智 汪玉洁 丁艺[3] 李涛 王恒 唐博闻 Lu Chao;Yang Zhi;Wang Yujie;Ding Yi;Li Tao;Wang Heng;Tang Bowen(School of Mechanical Engineering,Chengdu University,Chengdu 610106,Sichuan,China;College of Resource and Environment,Baoshan University,Baoshan 678000,Yunnan,China;School of National Defence Science&Technology,Southwest University of Science and Technology,Mianyang 621010,Sichuan,China)

机构地区:[1]成都大学机械工程学院,四川成都610106 [2]保山学院资源环境学院,云南保山678000 [3]西南科技大学国防科技学院,四川绵阳621010

出  处:《钢铁钒钛》2022年第4期62-68,共7页Iron Steel Vanadium Titanium

基  金:云南省高校怒江河谷生物质资源高值转化与利用实验室开放基金(Z386);核废物与环境安全国防重点学科实验室开放基金(21kfhk02);四川省粉末冶金工程技术研究中心开放基金(SC-FMYJ2021-11)。

摘  要:以NH_(4)VO_(3)和C_(2)H_(2)O_(4)·2H_(2)O为原料,采用简易的一步水热法制备出水系锌离子电池正极材料(NH_(4))_(2)V_(4)O_(9)。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、恒流充放电(GCD)、恒流间歇滴定技术(GITT)、循环伏安法(CV)以及电化学阻抗谱(EIS)等表征测试手段,研究不同水热反应时间(16、20和24 h)对(NH_(4))_(2)V_(4)O_(9)结构、形貌及电化学性能的影响。研究结果表明:水热反应20 h合成的(NH_(4))_(2)V_(4)O_(9)拥有最高的结晶度,并表现出优异的电极反应动力学特性以及最佳的倍率性能和循环稳定性,其在0.1、0.2、0.5、1、2 A/g和5 A/g的电流密度下分别提供了554.6、472.2、386.6、322.6、266.2 mAh/g和199.5 mAh/g的高放电比容量,并且在5 A/g的大电流密度下长循环10000圈后仍可保持159.7 mAh/g的放电比容量,容量保持率高达80.1%。(NH_(4))_(2)V_(4)O_(9)as cathode material for aqueous zinc ion batteries was prepared by a facile one-step hydrothermal method using NH_(4)VO_(3) and C_(2)H_(2)O_(4)·2H_(2)O as raw materials.X-ray diffractometer(XRD),scanning electron microscope(SEM),galvanostatic charge-discharge(GCD),galvanostatic intermittent titration technique(GITT),cyclic voltammetry(CV)and electrochemical impedance spectroscopy(EIS)were used to investigate the effects of hydrothermal reaction time(16,20 h and 24 h)on the structure,morphology and electrochemical properties of(NH_(4))_(2)V_(4)O_(9).The results show that(NH_(4))_(2)V_(4)O_(9)synthesized by hydrothermal reaction for 20 h has the highest crystallinity,electrode reaction kinetics,and rate capability as well as cyclic stability,delivering high discharge specific capacities of 554.6,472.2,386.6,322.6,266.2 and 199.5 mAh/g at current densities of 0.1,0.2,0.5,1,2 and 5 A/g,respectively.It can also maintain a discharge capacity of 159.7 mAh/g after 10000 long-term cycles at a high current density of 5 A/g,showing a capacity retention of up to 80.1%.

关 键 词:水系锌离子电池 钒基正极材料 (NH_(4))_(2)V_(4)O_(9) 水热反应时间 电化学性能 

分 类 号:TF841.3[冶金工程—有色金属冶金] TM911[电气工程—电力电子与电力传动]

 

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