新能源汽车电池负极材料的制备与性能研究
2021-03-11包科杰路凌然
无机盐工业 2021年3期
关键词:结构
包科杰,路凌然
(1.襄阳汽车职业技术学院,湖北襄阳441021;2.华中科技大学)
锂离子电池和钠离子电池具有相同的存储机制,与锂离子电池相比钠离子电池具有成本低、钠源储量丰富等优点[1],然而由于钠离子半径(0.102 nm)远大于锂离子半径(0.076 nm)[2],实际应用过程中找到能够稳定插入/脱出钠离子的宿主材料已成为钠离子电池在新能源汽车上应用的关键[3]。虽然具有高理论容量的金属氧化物(氧化钴、氧化铁、氧化镍等)在钠离子负极材料中体现出良好的应用潜力,但是由于钠离子电池在钠化过程中会出现较大的体积膨胀以及电导率低等现象,其循环使用寿命较差[4];而纳米结构金属氧化物及其复合材料(MnO2纳米晶、NiO/Ni/石墨烯等)虽然可以有效提升循环稳定性,但是大电流密度下的耐用性较差[5-6]。因此,有必要进一步开发具有高循环稳定性和耐用性的钠离子电池负极材料,以缓冲钠化过程中的体积膨胀和电导率降低等问题[7]。笔者尝试采用原位合成法制备Ni-NiO 纳米粒子嵌入多孔碳纳米片层(PCNs)中形成独特的多孔片层结构的Ni-NiO/PCNs 复合材料,以期为超长循环寿命的钠离子电池负极材料的开发与应用提供技术支撑。
1 实验部分
1.1 试样制备
按照六水硝酸镍、乙醇、氯化钠质量比为1∶3∶24称取原料并混合,将16.4 g 混合料溶于45 mL 水中,搅拌均匀后置于HTMA 6/220 型烘箱中,设定温度为78 ℃、干燥时间为24 h,干燥处理后的块状试样机械研磨成粉末。将粉末样品在CWF11-5 型气氛热处理炉中进行高温热解(725 ℃/2 h),保护气为高纯氩气(纯度为99.96%)。……
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